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DE69733608T2 - MULTILAYER MEMBRANES FOR ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

MULTILAYER MEMBRANES FOR ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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DE69733608T2
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Bonnie Dalzell
Katarina Tkacik
Susan Holbert
Mark Boden
James Flaherty
Michael Flanagan
Josef Brown
Kimiya Takeshita
Peter Edelman
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    • C12Q1/002Electrode membranes
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Abstract

An electrochemical sensor is designed for use in detecting a concentration of an analyte in a sample solution. The sensor to have a longer useful lifetime, improved stability and improved response time for single or multiple use applications. In one aspect, some of these goals are achieved by providing the multilayer enzyme electrode membrane having both nonporous and microporous layers. The microporous layer is formed from a polymer binder, a polymer powder, a surfactant and a mineral powder. In another aspect, certain of these goals are achieved by the use of a layer comprised of an enzyme disposed within a polymer matrix. In certain embodiments, the multilayer enzyme electrode membrane includes an outermost layer which is capable of dissolving in the sample solution such that the interface between the multilayer enzyme electrode membrane and the sample solution is continually renewed. The sensor provides an electrical current output proportional to the reagent chemical interaction of the analyte with an immobilized enzyme layer during exposure of the sensor in such solution.

Description

1. Gebiet der Erfindung1st area the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membrane mit einem Mehrschicht-Design und Verfahren zur Herstellung von selbigen, und insbesondere solche Membrane, die für eine verbesserte Response-Zeit und Stabilität sowie eine längere Lebensdauer bei den Elektrodensensoren, die für Zwecke zur einmaligen oder mehrmaligen Verwendung bestimmt sind.The The present invention relates generally to multilayer enzyme-electrode membranes having a multilayer design and methods for producing the same, and especially those Membrane for a improved response time and stability as well as longer life in the case of the electrode sensors used for single or intended for repeated use.

2. Erläuterung des verwandten Fachbereichs2. Explanation of the related department

Elektrodensensoren, die zur Überwachung der Konzentration von Analyten in biologischen Fluiden, wie Blut, Schweiß, Speichel, Plasma, Tränen und Urin, bestimmt sind, sind allgemein bekannt. Insbesondere wurden Sensoren auf Basis von elektrochemischem Enzym entwickelt, die zur Messung der Konzentration verschiedener Analyte, wie Glucose oder Lactat, in biologischen Fluiden verwendet werden können. Die Fähigkeit zur Überwachung der Konzentration dieser Analyte in biologischen Fluiden ist wichtig, da auf Basis der Konzentration von Lactat oder Glukose eine Vielzahl an potenziellen Gesundheitsproblemen nachgewiesen werden kann. Zum Beispiel kann eine Konzentration an Glukose unterhalb des normalen Messbereichs Bewusstlosigkeit, herabgesetzten Blutdruck und möglicherweise sogar den Tod verursachen. Allerdings kann eine Konzentration an Glukose über Normal für Diabetiker zu Koma führen. Darüber hinaus kann eine Lactat-Konzentration über einem bestimmten Level ein Indiz für eine Vielzahl von Problemen, einschließlich Einblutungen, Dehydrierung, das potenzielle Einsetzen einer Herzattacke, Sepsis und anderer Infektionen, sein.Electrode sensors, the for monitoring the concentration of analytes in biological fluids, such as blood, sweat, Saliva, plasma, tears and urine, are well known. In particular, were Sensors based on electrochemical enzyme developed for Measurement of the concentration of different analytes, such as glucose or Lactate, can be used in biological fluids. The Ability to monitor the concentration of these analytes in biological fluids is important because based on the concentration of lactate or glucose a variety of potential health problems. To the Example may be a concentration of glucose below normal Measuring unconsciousness, lowered blood pressure and possibly even cause death. However, a concentration can Glucose over Normal for Diabetics lead to coma. About that In addition, a lactate concentration above a certain level an indication for a variety of problems, including bleeding, dehydration, the potential onset of a heart attack, sepsis and others Infections, be.

Bekannte Enzym-Elektroden-Sensoren schließen in der Regel eine enzymhaltige Schicht ein, welche Spezifität verleiht, die auf einer Schicht aus elektrisch leitendem Material abgeschieden wird, welches als Elektrode dient. Das elektrisch leitende Mate rial ist auf einem Substrat angeordnet, und eine Membranstruktur überzieht die Elektrode. Die allgemeinen Ziele der Membranstruktur schließen das Immobilisieren oder Einschließen des Enzyms, das Schützen des Sensors vor einer Verschmutzung durch Protein, das Abschirmen des Sensors von möglichen Interferenten bzw. Störstoffen und das Regeln der Analytdiffusion, um die Sensor-Response auf die Analytkonzentration zu linearisieren, ein. Typischerweise wird die Membranstruktur durch Dünn- oder Dickfilmtechniken, wie zum Beispiel Siebdruck, Schablonendruck, Spinnen, Tauchbeschichten oder Besprühen, aufgebaut.Known Enzyme electrode sensors usually include an enzyme-containing Layer one, what specificity lends on a layer of electrically conductive material is deposited, which serves as an electrode. The electrically conductive Mate rial is disposed on a substrate, and a membrane structure covers the electrode. The general goals of the membrane structure include this Immobilize or Include of the enzyme, the shooter the sensor from protein contamination, shielding the sensor Sensors of possible Interferents or contaminants and regulating the analyte diffusion to the sensor response to the To linearize analyte concentration. Typically, the Membrane structure through thin or thick film techniques, such as screen printing, stencil printing, Spinning, dip coating or spraying, built up.

Verfügbare Enzym-Elektroden-Membrane sind dafür bestimmt, ein Umwandeln des Analyten von Interesse durch das Enzym unter Bildung eines Produkts zu ermöglichen. Dieses Reaktionsprodukt nimmt dann an einer Reduktions-Oxidations-Reaktion an der Elektrode teil, was zur Bildung von Elektronen führt. Der gemessene Strom der Elektronen ist ein Indiz für die Analytkonzentration. Zum Beispiel wird beim Messen der Konzentration von Glukose oder Lactat im Blut der Analyt zuerst durch Glukoseoxidase bzw. Lactatoxidase oxidiert, um Hydrogenperoxid zu bilden, wie sich in den Reaktionen 1A und 1B zeigt. Das Hydrogenperoxid wird danach oxidiert, um einen elektrischen Strom (Reaktion 2) zu erzeugen, der die Konzentration der Glucose oder des Lactats im Blut angibt.Available enzyme-electrode membranes are for it determines a conversion of the analyte of interest by the enzyme to allow for the formation of a product. This reaction product then takes on a reduction-oxidation reaction at the electrode part, which leads to the formation of electrons. The measured current of Electrons is an indication of the analyte concentration. For example, when measuring the concentration of glucose or lactate in the blood the analyte first by glucose oxidase or lactate oxidase is oxidized to form hydrogen peroxide, such as in reactions 1A and 1B. The hydrogen peroxide will after that oxidized to generate an electric current (reaction 2), which indicates the concentration of glucose or lactate in the blood.

Figure 00020001
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Die Oxidation des Analyten durch das Enzym führt zur Bildung der reduzierten Form des Enzyms. Wenn eine unzureichende Menge an Sauerstoff die Elektrode erreichen kann, kann das Enzym in seiner reduzierten Form verbleiben, wodurch der Nutzen der Enzym-Elektrode abnimmt. Daher sollten die zur Bildung der Elektrodenmembran verwendeten Materialien relativ hohe Sauerstoffdurchlässigkeiten aufweisen, sodass genug Sauerstoff die Enzymelektrode erreichen kann, um das Enzym von seiner reduzier ten Form in seine oxidierte Form zurückzuverwandeln. Zusätzlich zu der Tatsache, dass ein guter Sauerstofftransport durch die Membran ermöglicht wird, um das Enzym zurückzuverwandeln, ist es erwünscht, für einen ausreichenden Sauerstofftransport durch die Membran zu sorgen, sodass Sauerstoff nicht als begrenzendes Reagens in der Gesamtreaktion dient.Oxidation of the analyte by the enzyme results in the formation of the reduced form of the enzyme. If an insufficient amount of oxygen can reach the electrode, the enzyme may remain in its reduced form, thereby decreasing the benefit of the enzyme electrode. Therefore, the materials used to form the electrode membrane should have relatively high oxygen permeabilities so that enough oxygen can reach the enzyme electrode to reconvert the enzyme from its reduced form to its oxidized form. In addition to the fact that good oxygen transport through the Membrane is allowed to revert the enzyme, it is desirable to provide sufficient oxygen transport across the membrane so that oxygen does not serve as a limiting reagent in the overall reaction.

Um für eine konstante Signalverstärkung pro Zunahmeeinheit der Analytkonzentration in der Analytlösung zu sorgen (d. h. um eine gute Reproduzierbarkeit zu erzielen), sollte der Analyt das die Geschwindigkeit beschränkende Reagens sein. Somit sollte, wie in dem vorhergehenden Abschnitt erläutert, die Membran guten Sauerstofftransport ermöglichen. Zusätzlich sollte die Menge an Enzym, die an der Elektrode immobilisiert wird, ausreichend sein, um mit dem die Enzym-Elektrode erreichenden Analyten zu reagieren, ohne dass das Enzym als ein die Geschwindigkeit beschränkendes Reagens fungiert. Um dieses Ziel zu erreichen, sollte die Membran aus Materialien gebildet sein, die zur Regelung der Strömung des Analyten durch die Membran fähig sind, die Elektrode sollte eine vergleichsweise große Menge an Enzym enthalten, oder beides.Around for one constant signal amplification per incremental unit of analyte concentration in the analyte solution care (that is, to achieve good reproducibility) should the analyte will be the rate limiting reagent. Consequently As explained in the previous section, the membrane should have good oxygen transport enable. additionally the amount of enzyme immobilized on the electrode should be sufficient to with the enzyme electrode reaching analytes to react without the enzyme being a speed limiting Reagent acts. To achieve this goal, the membrane should be formed of materials that regulate the flow of Analytes are capable of the membrane, the electrode should contain a comparatively large amount of enzyme, or both.

Eine Probenlösung kann zur Kalibrierung von Enzym-Elektroden durch Messen der elektrischen Stromabgabe für eine bestimmte Konzentration an Analyt verwendet werden. Die für diese Kalibrierung verwendete Probenlösung ist vorzugsweise eine wässrige Lösung der leichten Herstellbarkeit wegen und für eine verbesserte Lagerstabilität (d. h. Gebrauchsfähigkeitsdauer). Während die zur Kalibrierung des Sensors verwendete Probenlösung eine wässrige Lösung ist, die Salze mit niedrigem Molekulargewicht enthält, sind die zu messenden Lösungen biologische Fluide, wie Vollblut, welches Proteine und andere organische Substanzen enthält. Es besteht häufig ein Unterschied an sich in der Response für den Analyten zwischen der Enzym-Elektrode in der wässrigen Kalibrierungsprobenlösung und der Enzym-Elektrode in dem Protein, welches Analytlösung enthält. Allerdings sollte sich zur Sicherstellung einer zuverlässigen Kalibrierung dieser Unterschied in der Response zwischen den Enzym-Elektroden der zwei Lösungen, der üblicherweise als das Blut/Wasser-Gefälle-Verhältnis bezeichnet wird, im Zeitverlauf nicht verändern.A sample solution Can be used to calibrate enzyme electrodes by measuring the electrical current output for one certain concentration of analyte can be used. The for this Calibration used sample solution is preferably an aqueous one solution for ease of manufacture and for improved storage stability (i.e. Shelf life). While the sample solution used to calibrate the sensor aqueous solution that contains low molecular weight salts the solutions to be measured biological fluids, such as whole blood, which proteins and other organic Contains substances. It is common a difference in the response for the analyte between the Enzyme electrode in the aqueous Calibration sample solution and the enzyme electrode in the protein containing analyte solution. Indeed should be to ensure a reliable calibration of this Difference in the response between the enzyme electrodes of the two Solutions, the usual referred to as the blood / water gradient ratio will not change over time.

Bestimmte bekannte Enzym-Elektroden-Membrane, wie spurgeätzte Polycarbonat-Membrane, sind zur Regelung des Analytenstroms und zur Verringerung der Verschmutzung durch Protein der Elektrode fähig. Allerdings sind diese Membranen Standalone-Membrane, sodass sie nicht leicht auf einem planaren Mikrosensor herzustellen sind.Certain known enzyme-electrode membranes, such as track-etched polycarbonate membranes, are known for Control of analyte flow and reduction of pollution capable of protein of the electrode. Indeed These membranes are standalone membranes, so they are not light to produce on a planar microsensor.

Folglich ist es wünschenswert, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, die aus Materialien gebildet ist, die zu einem stabilen Blut-Wasser-Verhältnis führen, wobei der Analyt gleichzeitig als ein die Geschwindigkeit begrenzendes Reagens dienen kann. Außerdem ist es besonders erwünscht, eine solche Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, die zur Überwachung der Konzentration an Glukose und Lactat im Blut fähig ist.consequently it is desirable to provide a multilayered enzyme-electrode membrane comprising Materials are formed, which lead to a stable blood-water ratio, wherein the analyte at the same time as a speed limiting one Reagent can serve. Furthermore it is particularly desirable such an enzyme-electrode membrane to provide for monitoring the concentration of glucose and lactate in the blood is capable.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, die zur Vorsehung eines stabilen Blut/Wasser-Verhältnisses fähig ist.It is therefore an object of the present invention, a multilayer Enzyme electrode membrane to provide for the provision of a stable blood / water ratio is capable.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, die so konstruiert ist, dass der Analyt das die Geschwindigkeit begrenzende Reagens ist.It Another object of the present invention is a multilayered one To provide enzyme-electrode membrane, which is constructed so that the analyte is the speed limiting reagent is.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, welche die Nutzungsdauer des Sensors verlängert.It is yet another object of the present invention, a multilayered Enzyme electrode membrane which extends the useful life of the sensor.

Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran bereitzustellen, welche die Verschmutzung des Enzyms durch Proteine vermindert und Interferenten mit einem relativ hohen Molekulargewicht blockiert.It is a still further object of the present invention, a multilayered Enzyme electrode membrane provide the pollution of the enzyme by proteins diminished and interferers with a relatively high molecular weight blocked.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran mit einer für mehr als eine Schicht gebildeten Membran bereitzustellen.It Another object of the present invention is a multilayered one Enzyme electrode membrane with one for to provide more than one layer of formed membrane.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine mehrschichtige Enzym-Elektroden-Membran mit mindestens einer mikroporösen Schicht bereitzustellen, um die Strömungsrate von Analyt durch die Membran zu regeln.It is yet another object of the present invention, a multilayered Enzyme electrode membrane with at least one microporous Layer to provide the flow rate of analyte through to regulate the membrane.

Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung irgendeiner oder aller dieser mehrschichtigen Enzym-Elektroden-Membrane bereitzustellen.It Yet another object of the present invention is methods for producing any or all of these multi-layer enzyme-electrode membranes provide.

In einer veranschaulichenden Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Sensor zum Messen einer Konzentration eines Analyten in einer Lösung bereit, wobei der Sensor Folgendes umfasst:
ein Substrat (12), gebildet aus einem elektrisch leitenden Material;
eine Elektrodenschicht (15), gebildet aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die Elektrodenschicht von dem Substrat (12) getragen wird;
eine immobilisierte Enzymschicht (20), welche ein in einem Trägerbauteil immobilisiertes Enzym einschließt, wobei die immobilisierte Enzymschicht von der Elektrodenschicht (15) getragen wird;
eine Haftschicht (30), gebildet aus einem Silan, wobei die Haftschicht an die besagte immobilisierte Enzymschicht (20) angrenzt;
eine Enzym-Polymer-Schicht (35), die an die Haftschicht (30) angrenzt; und
eine mikroporöse Schicht (40), die an die Enzym-Polymer-Schicht (35) angrenzt.
In an illustrative embodiment, the present invention provides a sensor for measuring a concentration of an analyte in a solution, the sensor comprising:
a substrate ( 12 ) formed of an electrically conductive material;
an electrode layer ( 15 ) formed of an electrically conductive material, wherein the electrode layer of the substrate ( 12 ) will be carried;
an immobilized enzyme layer ( 20 ), which includes an enzyme immobilized in a support member, wherein the immobilized enzyme layer is separated from the electrode layer (10). 15 ) will be carried;
an adhesive layer ( 30 ) formed from a silane, the adhesive layer being attached to said immobilized enzyme layer ( 20 ) adjoins;
an enzyme-polymer layer ( 35 ) attached to the adhesive layer ( 30 ) adjoins; and
a microporous layer ( 40 ) attached to the enzyme polymer layer ( 35 ) adjoins.

In einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung einer Konzentration eines in einer Lösung vorliegenden A nalyten bereit, wobei die Lösung weiter mindestens einen Interferenten enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
operatives Zusammenbringen eines Elektrodensensors gemäß der Erfindung mit der Lösung, in welcher der Analyt vorliegt; und
hindurchleiten der Lösung, in welcher der Analyt vorliegt, durch die mikroporöse Schicht, wobei der Durchgang des mindestens einen Interferenten durch die mikroporöse Schicht minimiert wird, zu der Elektrodenschicht.
In another illustrative embodiment, the present invention provides a method of measuring a concentration of an analyte present in a solution, the solution further comprising at least one interferent, the method comprising the steps of:
operatively contacting an electrode sensor according to the invention with the solution in which the analyte is present; and
passing the solution in which the analyte is present through the microporous layer, whereby the passage of the at least one interferent through the microporous layer is minimized, to the electrode layer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, in welchen:The Features, objects and advantages of the present invention will become apparent the detailed below Description of the invention better understood when used in conjunction with the attached Drawings are read, in which:

die 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer mehrschichtigen Enzym-Elektroden-Membran gemäß der vorliegenden Erfindung ist; undthe 1 Figure 12 is a cross-sectional view of one embodiment of a multi-layered enzyme-electrode membrane according to the present invention; and

die 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Workstation bzw. Bearbeitungsstation ist, die für das Aufbringen einer Enzymschicht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.the 2 Figure 3 is a schematic representation of one embodiment of a workstation that may be used for applying an enzyme layer in accordance with the present invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung stellt einen Elektrodensensor bereit, welcher ein stabiles Blut/Wasser-Gefälle-Verhältnis unter gleichzeitiger Vorsehung einer Diffusionsbeschränkung vorsieht, sodass der Analyt das die Rate beschränkende Reagens ist. Zumindest teilweise wird die beschränkte Diffusion durch die Verwendung mindestens einer mikroporösen Schicht erreicht, welche den Transport des Analyten durch den Sensor begrenzt. Durch Variieren der Porengröße der mikroporösen Schicht und/oder der Dicke der mikroporösen Schicht kann der Transport des Analyten über die mehrschichtige Membran geregelt werden. Außerdem wird zumindest teilweise die Stabilität des Blut/Wasser-Gefälle-Verhältnisses durch eine Schicht des Sensors vorgesehen, welche ein innerhalb einer Polymermatrix vorliegendes Enzym umfasst.The The present invention provides an electrode sensor which a stable blood / water gradient ratio below simultaneous provision of a diffusion restriction, so that the Analyze that limits the rate Reagent is. At least in part, the limited diffusion is through use at least one microporous Layer reaches, which limits the transport of the analyte through the sensor. By varying the pore size of the microporous layer and / or the thickness of the microporous layer can transport the analyte over the multilayer membrane are regulated. In addition, at least partially the stability the blood / water gradient ratio provided by a layer of the sensor, which is an inside comprising a polymer matrix.

Die 1 beschreibt einen Sensor 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Sensor 10 schließt einen Elektrodenbereich 100 und einen Membranbereich 90 ein. Der Elektrodenbereich 100 schließt Substratschicht 12, Elektrodenschicht 15, immobilisierte Enzymschicht 20, eine dielektrische Schicht 25, eine Haftschicht 30 und eine Enzym/Polymer-Schicht 35 ein. Der Membranbereich 90 schließt eine mikroporöse Schicht 40, eine Tensid/Polymer-Schicht 45 und eine stabilisierende Schicht 50 ein.The 1 describes a sensor 10 according to an embodiment of the present invention. The sensor 10 closes an electrode area 100 and a membrane area 90 one. The electrode area 100 closes substrate layer 12 , Electrode layer 15 , immobilized enzyme layer 20 , a dielectric layer 25 , an adhesive layer 30 and an enzyme / polymer layer 35 one. The membrane area 90 closes a microporous layer 40 , a surfactant / polymer layer 45 and a stabilizing layer 50 one.

Wie in 1 gezeigt, trägt die Substratschicht 12 die Schicht 15 und die dielektrische Schicht 25. Die Haftschicht 30 wird von der immobilisierten Enzymschicht 20 und der dielektrischen Schicht 25 getragen. Die mikroporöse Schicht 40 wird von der Enzym/Polymer-Schicht 35 und der Haftschicht 30 getragen. Die Tensid/Polymer-Schicht 45 wird von der mikroporösen Schicht 40 getragen, und die stabilisierende Schicht 50 wird von der Schicht 45 getragen.As in 1 shown, carries the substrate layer 12 the layer 15 and the dielectric layer 25 , The adhesive layer 30 is from the immobilized enzyme layer 20 and the dielectric layer 25 carried. The microporous layer 40 is from the enzyme / polymer layer 35 and the adhesive layer 30 carried. The surfactant / polymer layer 45 gets from the microporous layer 40 worn, and the stabilizing layer 50 gets off the shift 45 carried.

Das Substrat 12 kann aus irgendeinem, im Wesentlichen elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel Keramiken, Gläsern, feuerfesten Materialien, Polymeren oder Kombinationen hiervon gebildet werden. Die Bildung eines solchen isolierenden Substrats als mechanischer Träger oder Basis ist dem Durchschnittfachmann auf dem Gebiet allgemein bekannt. Vorzugsweise ist das Substrat 12 im Wesentlichen aus Aluminiumoxid gebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Substrat 12 ungefähr 96% Aluminiumoxid und ungefähr 4% Glasbindemittel (verfügbar von Coors Ceramic Company, Grand Junction, Colorado). Das Substrat 12 hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,02 Inch bis etwa 0,05 Inch und stärker bevorzugt von etwa 0,025 Inch.The substrate 12 may be formed of any substantially electrically conductive material, such as ceramics, glasses, refractories, polymers, or combinations thereof. The formation of such an insulating substrate as a mechanical support or base is well known to those of ordinary skill in the art. Preferably, the substrate is 12 essentially of aluminum formed oxide. In a particularly preferred embodiment, the substrate comprises 12 about 96% alumina and about 4% glass binder (available from Coors Ceramic Company, Grand Junction, Colorado). The substrate 12 preferably has a thickness of about 0.02 inches to about 0.05 inches, and more preferably about 0.025 inches.

Die Elektrodenschicht 15 ist aus einem elektrisch leitenden Material, wie einem Metall oder Legierung, gebildet. Vorzugsweise umfasst die Schicht 15 ein Metall der Platingruppe (Platin, Palladium, Iridium, Rhodium) und Mischungen davon. Stärker bevorzugt Platin, Palladium und Mischungen davon, und am meisten bevorzugt Platin. Während spezielle Materialien, die für den Aufbau der Schicht 15 geeignet sind, hierin beschrieben wurden, sollte es sich verstehen, dass diese Auflistung nicht einschränkend ist und dass die Schicht 15 auch andere elektrisch leitende Materialien umfassen kann. Jedoch sollte die Schicht 15 aus einem Material aufgebaut sein, das in einem potenziellen Bereich nicht oxidiert oder reduziert wird, in welchem die Oxidation oder Reduktion des Analyten erfolgt. Darüber hinaus sind Materialien, die für die Herstellung der Schicht 15 selektiv sind, erwünschtermaßen frei von irgendwelchen Verunreinigungen, wie Batterienmetallen (elektrochemisch aktiv in Wasser), die typischerweise in den Materialien von der Stange vorhanden sind, die kommerziell für das Siebdrucken, Drahtbonden, Löten oder Schweißen verfügbar sind. Vorzugsweise hat die Schicht 15 eine Dicke von etwa 10 Mikrometer bis etwa 20 Mikrometer und stärker bevorzugt von etwa 15 Mikrometer.The electrode layer 15 is formed of an electrically conductive material, such as a metal or alloy. Preferably, the layer comprises 15 a platinum group metal (platinum, palladium, iridium, rhodium) and mixtures thereof. More preferably platinum, palladium and mixtures thereof, and most preferably platinum. While special materials necessary for the construction of the layer 15 it should be understood that this listing is not limiting and that the layer 15 may also include other electrically conductive materials. However, the layer should 15 be constructed of a material that is not oxidized or reduced in a potential range in which the oxidation or reduction of the analyte takes place. In addition, materials are essential for the production of the layer 15 are desirably free of any impurities, such as battery metals (electrochemically active in water) typically present in off-the-shelf materials commercially available for screen printing, wire bonding, soldering or welding. Preferably, the layer has 15 a thickness of about 10 microns to about 20 microns, and more preferably about 15 microns.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Schicht 15 aus einer Platinpaste, wie dem Produkt Nr. PC10208/Pt, verfügbar von Metech, Inc., mit Sitz in Elverson, PA, gebildet. Andere Metallpasten, die sich für die Verwendung bei der Bildung der Schicht 15 eignen, sind für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich.In a particularly preferred embodiment, the layer 15 from a platinum paste, such as Product No. PC10208 / Pt, available from Metech, Inc., located in Elverson, PA. Other metal pastes that are suitable for use in the formation of the layer 15 are obvious to those skilled in the art.

Über der Schicht 15 angeordnet ist die immobilisierte Enzymschicht 20, welche ein in einem elektrisch leitenden Trägerbauteil immobilisiertes Enzym umfasst, welches eine poröse Schicht aus harzgebundenem Kohlenstoff oder Graphitteilchen umfasst. Die Teilchen wurden innig damit vermischt oder auf der Oberfläche der einzelnen Teilchen vor dem Binden abgeschieden oder adsorbiert zur Bildung der Schicht, ein fein zerteieltes bzw. verteieltes Metall der Platingruppe. Dieses bildet eine poröse Substratschicht, in welcher das Enzym immobilisiert wird, und umfasst eine im Wesentlichen heterogene Schicht aus harzgebundenen Kohlenstoff- oder Graphitteilchen für das auf den Kohlenstoff- oder Graphitteilchen adsorbiertem Metall der Platingruppe. Ein auf eine poröse Schicht von harzgebundenen platinierten Teilchen immobilisiertes oder adsorbiertes Enzym ist in der vorliegenden Erfindung von Nutzen, wie von Mullen in dem US-Patent Nr. 5 160 418, und von Bennetto et al. in dem US-Patent Nr. 4 970 145 offenbart, die beide hierin durch den Bezug eingeschlossen sind. Die immobilisierte Enzymschicht 20 kann alternativ zunächst durch Abscheiden des fein zerteielten Metalls der Platingruppe, wahlweise im voraus adsorbiert an fein zerteieltem Kohlenstoff oder Graphit oder damit vermischt, mit oder ohne das gesamte oder einen Teil des Harzbindemittels, sofern verwendet, auf der Oberfläche der Schicht 15 gebildet werden.Over the shift 15 the immobilized enzyme layer is arranged 20 which comprises an enzyme immobilized in an electroconductive support member comprising a porous layer of resin-bonded carbon or graphite particles. The particles were intimately mixed therewith or deposited on the surface of the individual particles prior to bonding or adsorbed to form the layer, a finely divided platinum group metal. This forms a porous substrate layer in which the enzyme is immobilized and comprises a substantially heterogeneous layer of resin bound carbon or graphite particles for the platinum group metal adsorbed on the carbon or graphite particles. An enzyme immobilized or adsorbed on a porous layer of resin-bound platinized particles is useful in the present invention, as described by Mullen in U.S. Patent No. 5,160,418, and by Bennetto et al. in U.S. Patent No. 4,970,145, both of which are incorporated herein by reference. The immobilized enzyme layer 20 may alternatively be first deposited on the surface of the layer by depositing the finely divided platinum group metal, optionally pre-adsorbed on finely divided carbon or graphite, or with or without all or part of the resin binder, if used 15 be formed.

Das Metall der Platingruppe in der am Ende abgetrennten elementaren Form, darin eingeschlossen Platin, Palladium, Iridium oder Rhodium, kann durch die entsprechenden Oxide, wie Platin- oder Palladiumoxid, ersetzt werden. Daher sind alle hierin angegebenen Hinweise auf ein platiniertes Material als solches zu verstehen, das ein Metall der Platingruppe, wie oben stehend beschrieben, und/oder entsprechendes Oxid enthaltende Materialien einschließt, wenn der Kontext nicht anderes verlangt.The Metal of the platinum group in the elementary cut off at the end Form, including platinum, palladium, iridium or rhodium, may be replaced by the corresponding oxides, such as platinum or palladium oxide, be replaced. Therefore, all references given herein are to understand a platinized material as such, which is a metal the platinum group as described above, and / or the like Includes oxide-containing materials when the context is not other demands.

Es kann jedwedes geeignete Kohlenstoff- oder Graphitpulver, welches leicht die nachfolgende Immobilisierung eines Enzyms ermöglicht, zur Bildung der immobilisierten Enzymschicht 20 verwendet werden. Zu diesem Zweck sollte Kohlenstoffpulver mit einer hohen Dichte an funktionellen Gruppen, wie Carboxylat, amino- und schwefelhaltige Gruppen, auf der Oberfläche verwendet werden, im Gegensatz zu den mehr glashaltigen und glasartigen Kohlenstoffen, die Enzyme nur schlecht binden. Typischerweise liegt die Kohlenstoff- oder Graphitpulver-Teilchengröße im Bereich zwischen etwa 3,0 nm und etwa 50,0 nm; vorzugsweise liegt die Teilchengröße zwischen etwa 5,0 nm und 30,0 nm.Any suitable carbon or graphite powder which readily allows the subsequent immobilization of an enzyme can be used to form the immobilized enzyme layer 20 be used. For this purpose, carbon powder with a high density of functional groups, such as carboxylate, amino- and sulfur-containing groups should be used on the surface, in contrast to the more glassy and glassy carbons, which poorly bind enzymes. Typically, the carbon or graphite powder particle size ranges between about 3.0 nm and about 50.0 nm; preferably, the particle size is between about 5.0 nm and 30.0 nm.

Platin kann auf die Kohlenstoffteilchen in einer beliebigen zweckmäßigen Weise abgeschieden werden. Zum Beispiel durch Dampfphasenabscheidung, elektrochemische Abscheidung oder einfache Absorption aus kolloidaler Suspension, wodurch Platingruppen-Metallladungen im Bereich zwischen etwa 0,1 und etwa 20,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Kohlenstoff, erhalten werden. Vorzugsweise betragen die Platingruppen-Metallladungen zwischen etwa 5,0 und etwa 15,0 Gew.-%. Diese Grenzen sind jedoch eher praktisch als kritisch. Unterhalb etwa 1,0% Platingruppenmetall fällt das Outputsignal auf ein Level ab, weiches in der Praxis möglicherweise zu niedrig ist, um gemessen zu werden, außer durch eine sehr empfindliche Vorrichtung; oberhalb etwa 20,0% kann die Beladung von Platingruppenmetall unökonomisch werden, mit einem geringen zusätzlichen Nutzen, was die erhöhte Response oder Empfindlichkeit angeht. Bei der bevorzugten Technik wird das Kohlenstoffpulver durch die oxidierte Zersetzung einer Platinverbindung, wie Chlor(IV)-platinsäure oder stärker bevorzugt einen Komplex von Platin oder Palladium mit einem oxidierbaren Liganden, in Gegenwart des Kohlenstoffpulvers platiniert, um dadurch Platin von kolloidaler Größe oder Palladium direkt auf der Oberfläche des Kohlenstoffteilchens in der beispielsweise von Petrow et al. in den US-Patenten Nr. 4 044 193 und 4 166 143 gelehrten Weise, die beide hierin durch den Bezug eingeschlossen sind, abzuscheiden. Vorzugsweise haben die Platingruppen-Metall- oder -oxidteilchen eine Teilchengröße im Bereich von etwa 1,0 nm bis etwa 20,0 nm, und am meisten bevorzugt sind sie eine kolloidale Größe im Bereich zwischen etwa 1,0 nm und etwa 4,0 nm.Platinum can be deposited on the carbon particles in any convenient manner. For example, by vapor deposition, electrochemical deposition, or simple absorption from colloidal suspension, whereby platinum group metal charges in the range between about 0.1 and about 20.0 wt .-%, based on the weight of carbon, are obtained. Preferably, the platinum group metal charges are between about 5.0 and about 15.0 weight percent. However, these limits are more practical than critical. Below about 1.0% platinum group metal, the output signal drops to a level that may be too low in practice to be measured except by a very sensitive device; above about 20.0%, the loading of platinum group metal can become uneconomical, with a ge have additional benefits in terms of increased response or sensitivity. In the preferred technique, the carbon powder is platinum-plated by the oxidized decomposition of a platinum compound such as chloroplatinum acid, or more preferably a complex of platinum or palladium with an oxidizable ligand, in the presence of the carbon powder, thereby directing platinum of colloidal size or palladium directly on the surface of the carbon particle in the example of Petrow et al. in U.S. Patent Nos. 4,044,193 and 4,166,143, both of which are incorporated herein by reference. Preferably, the platinum group metal or oxide particles have a particle size in the range of about 1.0 nm to about 20.0 nm, and most preferably they are a colloidal size in the range between about 1.0 nm and about 4.0 nm ,

Die bevorzugten Substratmaterialien, die in der immobilisierten Enzymschicht 20 verwendet werden, sind kommerziell verfügbare Materialien, die unter dem Namen Platin auf Ruß von E-TEK, Inc. mit Sitz in Framingham, MA, vertrieben werden. Ein Enzym, wie Glucoseoxidase oder Lactatoxidase, kann auf platinierte Kohlenstoffpulverteilchen immobilisiert werden, die durch die Abscheidung von kolloidalem Platin mit einer Teilchengröße zwischen etwa 1,5 nm bis etwa 2,5 nm auf das Kohlenstoffpulver mit einer nominalen Größe von etwa 30,0 nm durch die oxidierte Zersetzung von komplexer Platinsulfitsäure(II) unter Verwendung von Hydrogenperoxid hergestellt werden.The preferred substrate materials used in the immobilized enzyme layer 20 are commercially available materials sold under the name platinum on carbon black by E-TEK, Inc. located in Framingham, MA. An enzyme such as glucose oxidase or lactate oxidase can be immobilized on platinized carbon powder particles formed by depositing colloidal platinum having a particle size between about 1.5 nm to about 2.5 nm onto the carbon powder having a nominal size of about 30.0 nm by the oxidized decomposition of complex platinum sulphite acid (II) using hydrogen peroxide.

In der vorliegenden Erfindung wird der Platin-aktivierte Kohlenstoff in Phosphatpufferformulierung mit einem pH-Wert von etwa 7,5 behandelt. Der Platin-aktivierte Kohlenstoff wird dem Puffer hinzugefügt, um jegliche aus der Bildung der platinierten Kohlenstoffpulverteilchen vorliegende Schwefelsäure zu neutralisieren. Dem Platin-aktivierten Kohlenstoff und der Puffermischung wird ein Coprotein, wie Serumalbumin vom Rind, hinzugefügt, um auf den Kohlenstoff zu adsorbieren. Das Serumalbumin vom Rind wird hinzugefügt, um die Stabilisierung des Enzyms zu unterstützen, wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist. Ein hydrophobes Bindemittel, wie ein aus einer Disäure und einem Diol gebildeter Polyester, wird danach der Mischung aus Serumalbumin vom Rind und Platin-aktiviertem Kohlenstoff hinzugefügt. Ein Beispiel für ein solches hydrophobes Bindemittel ist die kommerziell verfügbare Harzlösung, die unter dem Produkt Nr. 8101RS von Metech vertrieben wird. Während spezielle Formulierungen des hydrophoben Bindemittels hierin offenbart wurden, versteht es sich, dass andere hydrophobe Bindemittel in Betracht gezogen werden, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Solche hydrophoben Bindemittel sollten die Komponenten der aktiven Schicht nach der Verdampfung des Lösungsmittels zusammenhalten können. Vorzugsweise sollten diese hydrophoben Bindemittel als Rheologie-Modifizierer fungieren können, welche das Drucken der Lösung mit einer dichteren Auflösung erlauben.In The present invention will be the platinum activated carbon in phosphate buffer formulation having a pH of about 7.5. The platinum activated carbon is added to the buffer to remove any from the formation of the platinized carbon powder particles sulfuric acid to neutralize. The platinum-activated carbon and the buffer mixture a coprotein, such as bovine serum albumin, is added to to adsorb the carbon. Bovine serum albumin is added to stabilize to support the enzyme, as known to those skilled in the art. A hydrophobic binder, like one from a diacid and a diol formed polyester, thereafter the mixture Bovine serum albumin and platinum-activated carbon added. One example for such a hydrophobic binder is the commercially available resin solution which under product No. 8101RS from Metech. While special Formulations of the hydrophobic binder have been disclosed herein, it is understood that other hydrophobic binders may be considered be drawn for the use in the present invention are suitable. Such hydrophobic binders should be the components of the active layer after evaporation of the solvent can hold together. Preferably, these hydrophobic binders should be used as rheology modifiers can act which printing the solution with a denser resolution allow.

Dieser Mischung kann ein Tensid hinzugefügt werden, um für bessere Druckfließcharakteristika zu sorgen, wenn die immobilisierte Enzymschicht 20 auf die Schicht 15 durch Siebdruck aufgebracht wird. Ein weiterer Vorteil des Tensids kann die Funktion als ein Benetzungsmittel für die mehrschichtige Elektrode 90 während des Gebrauchs sein, da die immobilisierte Enzymschicht 20 das hydrophobe Bindemittel (weiter oben erläutert) umfassen kann, welches mit Wasser schwer zu benetzen ist, nachdem es vollständig trocken ist. Das Tensid trägt zur Erleichterung des Benetzens der immobilisierten Enzymschicht 20 unter diesen Bedingungen bei. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Tensidmaterial jedwedes flüssige Tensid sein, welches wasserlöslich ist und ein Hydrophile-Lipophile-Gleichgewicht (HLB) im Bereich von etwa 12 bis etwa 16 zeigt. Solche Materialien sind bei Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und sind typischerweise Tensidmaterialien, welche Alkylarylpolyetheralkohole, wie Alkylphenoxypolyethoxyethanol einschließen. Ein solches Material wird unter der Handelsbezeichnung Triton® von Union Carbide Chemicals und Plastics Company, Inc. mit Sitz in Danbury, CT, vertrieben. Das bevorzugte Material für die Verwendung in der vorliegenden Anwendung ist Triton® X-100-Tensid (HLB 13,5).A surfactant may be added to this mixture to provide better pressure flow characteristics when the immobilized enzyme layer 20 on the layer 15 is applied by screen printing. Another advantage of the surfactant may be the function as a wetting agent for the multilayered electrode 90 during use, since the immobilized enzyme layer 20 the hydrophobic binder (discussed above) which is difficult to wet with water after it is completely dry. The surfactant aids in wetting the immobilized enzyme layer 20 under these conditions. In accordance with the present invention, the surfactant material may be any liquid surfactant that is water-soluble and exhibits a hydrophilic-lipophilic balance (HLB) in the range of about 12 to about 16. Such materials are known to those skilled in the art and are typically surfactant materials which include alkylaryl polyether alcohols such as alkylphenoxypolyethoxyethanol. Such a material is sold under the trade name Triton® by Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Inc. located in Danbury, CT. The preferred material for use in the present application is Triton® X-100 surfactant (HLB 13.5).

Nachdem diese Komponenten gemahlen wurden, kann ein Harzverdünner zugesetzt werden, um die Viskosität der immobilisierten Enzymschicht 20 für Druckzwecke einzustellen. Typischerweise wird ein Harzverdünner auf Basis von Petroleumlösungsmittel verwendet, um die Pastenviskosität auf einen Bereich zwischen etwa 10.000 bis etwa 100.000 centipoise zu bringen. Harzverdünner für diesen Zweck sind kommerziell verfügbar als Produkt Nr. 8101-Verdünner von Metech. Typischerweise sind solche Verdünner Mischungen von hochsiedenden Glykolethern und Petroleumdestillaten. Ein Enzym, wie Lactatoxidase oder Glucoseoxidase, wird danach der Mischung hinzugegeben, und die am Ende erhaltene Paste wird durch Siebdruck auf die Schicht 15 aufgebracht. Andere Enzyme können in ähnlicher Weise der Mischung hinzugefügt werden, um eine für andere Analyten spezifische aktive Schicht herzustellen.After these components have been ground, a resin diluent may be added to increase the viscosity of the immobilized enzyme layer 20 for printing purposes. Typically, a petroleum solvent-based resin diluent is used to bring the paste viscosity to a range of between about 10,000 to about 100,000 centipoise. Resin thinners for this purpose are commercially available as Metech's Product No. 8101 thinner. Typically, such diluents are mixtures of high boiling glycol ethers and petroleum distillates. An enzyme such as lactate oxidase or glucose oxidase is then added to the mixture and the final paste is screen printed on the layer 15 applied. Other enzymes can similarly be added to the mixture to produce an active layer specific for other analytes.

Die dielektrische Schicht 25, welche aus zwei Teilen gebildet wird, ist über dem Substrat 12 angeordnet. Wenn man den Sensor 10 von oben betrachtet, erscheint jeder der zwei Teile der dielektrischen Schicht 25 als einzelne, längliche Bahnen. Vorzugsweise weisen diese Bahnen eine in etwa rechteckige Fläche auf, wenn der Sensor 10 von oben betrachtet wird. Das für die Anfertigung der dielektrischen Schicht 25 gewählte Material ist erwünschter Weise elektrisch leitend und nicht-porös, frei von Verunreinigungen, die einer Oxidation oder Reduktion in dem potenziellen Bereich eines zu messenden Analyten unterzogen werden können. Dieses Material ist weiter so gewählt, um frei von beweglichen Ionen zu sein, welche potenzielle Ladungsträger sind und die Aktivität eines in einer mehrschichtigen Membran 100 eingesetzten Elektrolyten beeinträchtigen. Weiterhin sollte die dielektrische Schicht 25 fest an dem Substrat 12 anhaften, um ein elektrisches Ansprechen des Sensors 10 bei elektrischen Kontakten, wie elektrischen Leitungen oder dergleichen, zu erlauben, während gleichzeitig durch das Dielektrikum bedeckte Bereiche auf wirksame Weise elektrisch isoliert werden. Materialien, die sich für die Verwendung in der dielektrischen Schicht 25 eignen, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Keramiken, Glas, feuerfeste Materialien, polymere Materialien oder Kombinationen hiervon. Ein bevorzugtes keramisches Material für die Verwendung in der dielektrischen Schicht 25 ist als Produktnummer 9615 von E. I. duPont de Nemours & Co., Electronics Department mit Sitz in Wilmington, DE, verfügbar. Vorzugsweise hat die dielektrische Schicht 25 eine Dicke von etwa 10 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer und stärker bevorzugt von etwa 20 Mikrometer. Diese Dicken werden nach einem Wärmebehandeln oder Härten gemessen. Wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, kann die dielektrische Schicht 25 auf dem Substrat 10 unter Anwendung einer Vielzahl an Techniken, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, zum Beispiel Schablonendruck oder Siebdruck, abgeschieden werden.The dielectric layer 25 , which is formed of two parts, is above the substrate 12 arranged. If you have the sensor 10 When viewed from above, each of the two parts of the dielectric layer appears 25 as single, elongated tracks. Preferably, these tracks have an approximately rectangular area when the sensor 10 viewed from above. That for the production of the dielectric layer 25 The material chosen is desirably electrically conductive and non-porous, free from impurities that may undergo oxidation or reduction in the potential range of an analyte to be measured. This material is further selected to be free of mobile ions, which are potential carriers and the activity of one in a multilayer membrane 100 affect the electrolyte used. Furthermore, the dielectric layer should 25 firmly on the substrate 12 attach to an electrical response of the sensor 10 in electrical contacts, such as electrical leads or the like, while at the same time areas covered by the dielectric are effectively electrically isolated. Materials suitable for use in the dielectric layer 25 suitable include, but are not limited to, ceramics, glass, refractory materials, polymeric materials, or combinations thereof. A preferred ceramic material for use in the dielectric layer 25 is available as product number 9615 from EI du Pont de Nemours & Co., Electronics Department, located in Wilmington, DE. Preferably, the dielectric layer 25 a thickness of about 10 microns to about 50 microns, and more preferably about 20 microns. These thicknesses are measured after heat treatment or curing. As known to those skilled in the art, the dielectric layer may 25 on the substrate 10 using a variety of techniques known to those skilled in the art, such as stencil printing or screen printing.

Die Haftschicht 30 soll die Haftung zwischen der immobilisierten Enzymschicht 20 und der Enzym/Polymer-Schicht 35 sowie zwischen der dielektrischen Schicht 25 und der mikroporösen Schicht 40 unterstützen. Zusätzlich oder alternativ soll die Haftschicht 30 die isolierte Schicht 35 von der Schicht 20 isolieren, um die Lebensdauer des in der Schicht 35 (weiter unten beschrieben) vorliegenden Enzyms zu verlängern. Materialien, die diese Ziele erreichen können und damit für die Verwendung als Haftschicht 30 geeignet sind, sind beschränkt auf Silane, einschließlich Aminosilane, Styrylsilane, Aminoalkylalkoxysilane, Chlorsilane, Alkylsilane und Alkylalkoxysilane. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Schicht 30 aus Aminopropyltriethoxysilan (APTES) gebildet.The adhesive layer 30 should the adhesion between the immobilized enzyme layer 20 and the enzyme / polymer layer 35 and between the dielectric layer 25 and the microporous layer 40 support. Additionally or alternatively, the adhesive layer should 30 the isolated layer 35 from the shift 20 Insulate to extend the life of the layer 35 (described below) of the present enzyme. Materials that can achieve these goals and therefore for use as an adhesive layer 30 are suitable are limited to silanes, including aminosilanes, styrylsilanes, aminoalkylalkoxysilanes, chlorosilanes, alkylsilanes and alkylalkoxysilanes. In a preferred embodiment, the layer 30 formed from aminopropyltriethoxysilane (APTES).

Die Schicht 30 sollte Peroxid und/oder Milchsäure zu der Schicht 20 von der Analytlösung transportieren können. Wenn die Schicht 30 jedoch zu dick ist, kann der Transport von Peroxid und/oder Milchsäure zu der Schicht 20 begrenzt werden. Daher hat die Haftschicht 30 vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,1 Mikrometer bis etwa 1 Mikrometer.The layer 30 Peroxide and / or lactic acid should be added to the layer 20 from the analyte solution can transport. If the layer 30 However, if too thick, the transport of peroxide and / or lactic acid to the layer 20 be limited. Therefore, the adhesive layer has 30 preferably a thickness of about 0.1 microns to about 1 micrometer.

Die Schicht 30 kann unter Anwendung einer Vielzahl bekannter Techniken, einschließlich Beschichtungs-, Sprüh- und Tauchbeschichtungstechniken, aufgebracht werden. Da die Schicht 30 auf die immobilisierte Enzymschicht 20 aufgebracht wird, ist es bevorzugt, dass die Schicht 30 unter Verwendung eines Verfahrens, das für das innerhalb der Schicht 20 vorliegende immobilisierte Enzym nicht schädlich ist, aufgebracht wird. Folglich wird in einer bevorzugten Ausführungsform die Haftschicht 30 durch Gießen einer wässrigen Lösung eines der vorgenannten Materialien auf die Oberseite der Schichten 20 und 25 (1), durch Verfestigen lassen der Lösung für eine bestimmte Zeit, Ablaufen lassen bzw. Austrocknen der Lösung und Entfernen der überschüssigen Lösung durch Aufschleudern mit einer Aufschleuderungsvorrichtung gebildet. Die Oberfläche wird danach bei Raumtemperatur ungefähr 24 Stunden lang getrocknet, um das verbleibende Lösungsmittel zu entfernen und das Silanmaterial zu härten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird diese Technik mit einer 5 Gew.-%igen wässrigen Lösung von APTES angewandt, wobei der Schritt des Trocknens bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von etwa 24 Stunden bei einer relativen Feuchtigkeit von weniger als etwa 60% durchgeführt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich als vorteilhaft erwies, die Menge an Zeit zwischen der Herstellung der Lösung und der Aufbringung der Lösung zu minimieren. Vorzugsweise beträgt dieser Zeitraum höchstens etwa 30 Minuten.The layer 30 can be applied using a variety of known techniques, including coating, spray and dip coating techniques. Because the layer 30 on the immobilized enzyme layer 20 is applied, it is preferred that the layer 30 using a method that works within the layer 20 present immobilized enzyme is not harmful is applied. Thus, in a preferred embodiment, the adhesive layer becomes 30 by pouring an aqueous solution of one of the aforementioned materials onto the top of the layers 20 and 25 ( 1 ), by allowing the solution to solidify for a certain time, draining the solution, and removing the excess solution by spin-coating with a spinner. The surface is then dried at room temperature for approximately 24 hours to remove the remaining solvent and cure the silane material. In a particularly preferred embodiment, this technique is applied with a 5 wt% aqueous solution of APTES, wherein the step of drying is performed at room temperature for a period of about 24 hours at a relative humidity of less than about 60%. It should be noted that it has been found advantageous to minimize the amount of time between preparation of the solution and application of the solution. Preferably, this period is at most about 30 minutes.

Die Enzym/Polymer-Schicht 35 soll den Zeitraum erhöhen, über welchen der Blut/Wasser-Gefälle-Sensor 10 konstant ist. Um die Erreichung dieses Ziels zu unterstützen, sollte die Schicht 35 nur in einem Bereich oberhalb des durch die immobilisierte Enzymschicht 20 definierten Bereichs angeordnet werden (d. h., die Schicht 35 sollte nur über dem Analyt-Abtastbereich der durch die Schicht 20 gebildeten Elektrode 10 angeordnet werden). Da insbesondere der Sensor 10 Teil eines Gesamtsystems sein kann, welches mehrere Elektroden einschließt, von denen mindestens eine inaktiv sein kann, sollte die Schicht 35 so angeordnet sein, dass sie nicht eine in einem System eingeschlossene inaktive Elektrode überzieht, in welchem die Schicht 35 ein Teil ist (d. h. die Schicht 35 sollte nicht eine solche inaktive Elektrode bedecken). "Inaktive Elektrode", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine korrigierende Elektrode, welche nicht eine katalytisch aktive Menge eines katalytisch aktiven Enzyms einschließt. Typischerweise schließen solche Elektroden mindestens ein Substrat, eine Elektrode und immobilisierte Enzymschichten ein, wobei die immobilisierte Enzymschicht zum Beispiel Serumalbumin vom Rind einschließt. Vorzugsweise beträgt die Fläche der Schicht 35 senkrecht zu dem in 1 gezeigten Querschnitt (d. h. entlang einer Draufsicht des Sensors 10) etwa 40% bis etwa 100% der Fläche der Schicht 20, stärker bevorzugt etwa 50% bis etwa 95%, und am meisten bevorzugt etwa 60% bis etwa 90%. Vorzugsweise hat die Schicht 35 eine Dicke von etwa 1 Mikrometer bis etwa 30 Mikrometer, stärker bevorzugt etwa 5 Mikrometer bis etwa 20 Mikrometer und am meisten bevorzugt etwa 10 Mikrometer bis etwa 15 Mikrometer.The enzyme / polymer layer 35 should increase the time over which the blood / water gradient sensor 10 is constant. To support the achievement of this goal, the shift should 35 only in an area above that through the immobilized enzyme layer 20 defined area (ie, the layer 35 should only pass over the analyte scan area through the layer 20 formed electrode 10 to be ordered). In particular, the sensor 10 May be part of an overall system that includes multiple electrodes, at least one of which may be inactive, should the layer 35 be arranged so that it does not cover an inactive electrode enclosed in a system, in which the layer 35 a part is (ie the layer 35 should not cover such an inactive electrode). "Inactive electrode" as used herein refers to a corrective electrode which does not include a catalytically active amount of a catalytically active enzyme. Typically, such electrodes include at least one substrate, one electrode, and immobilized enzyme layers, with the immobilized enzyme layer being used in the case of includes cow serum albumin. Preferably, the area of the layer is 35 perpendicular to the in 1 shown cross section (ie along a plan view of the sensor 10 ) about 40% to about 100% of the area of the layer 20 , more preferably from about 50% to about 95%, and most preferably from about 60% to about 90%. Preferably, the layer has 35 a thickness of about 1 micron to about 30 microns, more preferably about 5 microns to about 20 microns, and most preferably about 10 microns to about 15 microns.

Die Schicht 35 sollte das gleiche Enzym einschließen, das sich innerhalb der immobilisierten Enzymschicht 20 befindet. Wenn zum Beispiel die Schicht 20 Lactatoxidase einschließt, sollte die Schicht 35 auch Lactatoxidase einschließen. Alternativ, wenn in der Schicht 20 Glukoseoxidase vorliegt, sollte die Schicht 35 auch Glukoseoxidase umfassen.The layer 35 should include the same enzyme that is within the immobilized enzyme layer 20 located. If, for example, the layer 20 Including lactate oxidase, the layer should 35 also include lactate oxidase. Alternatively, if in the layer 20 Glucose oxidase is present, the layer should 35 also include glucose oxidase.

Zusätzlich zu dem Enzym umfasst die Schicht 35 ein Polymer, das eine vergleichsweise geringe Löslichkeit in Wasser unter den Anwendungsbedingungen des Sensors 10 (d. h. etwa 37°C) aufweisen sollte. Vorzugsweise kann das Polymer über eine Flüssigkeit, entweder als eine Lösung in Wasser oder in Reinform, aufgebracht werden. Nachdem die Schicht 35 aufgebracht wurde, kann sie getrocknet oder gehärtet werden, um eine geringe Löslichkeit des Polymers zu erreichen. Materialien, die sich für die Verwendung in der Schicht 35 eignen, sollten auch eine Umgebung vorsehen, welche die Aufrechterhaltung der normalen Konformation des Enzyms unterstützt. Somit sollte, wenn das Enzym Lactatoxidase ist, das Polymer eine wasserstoffbindende Umgebung vorsehen. Eine beispielhafte und nicht-einschränkende Auflistung von Polymeren, die für die Verwendung in der Enzym/Polymer-Schicht 35 geeignet ist, schließt Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Polyhydroxyethylmethacrylat (PHEMA) und mehrwertige Alkohole, wie Polyvi nylalkohol (PVOH), ein. Für einige dieser Materialien, die relativ wasserlöslich sind, wie PVOH und Polyvinylpyrrolidon, kann es erwünscht sein, diese weniger wasserlöslich zu machen durch Vernetzung im Anschluss an die Abscheidung. Geeignete Verfahren zum Vernetzen solcher Materialien sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Mit dieser Anordnung ist das Enzym der Schicht 35 in einer durch das Polymer der Schicht 35 gebildeten Polymermatrix angeordnet.In addition to the enzyme, the layer comprises 35 a polymer that has a comparatively low solubility in water under the conditions of use of the sensor 10 (ie about 37 ° C) should have. Preferably, the polymer may be applied via a liquid, either as a solution in water or in pure form. After the shift 35 is applied, it may be dried or cured to achieve low solubility of the polymer. Materials that are suitable for use in the layer 35 should also provide an environment that supports the maintenance of the normal conformation of the enzyme. Thus, if the enzyme is lactate oxidase, the polymer should provide a hydrogen bonding environment. An exemplary and non-limiting listing of polymers suitable for use in the enzyme / polymer layer 35 polyvinylpyrrolidone, gelatin, polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA) and polyhydric alcohols such as polyvinyl alcohol (PVOH). For some of these materials, which are relatively water-soluble, such as PVOH and polyvinylpyrrolidone, it may be desirable to render them less water soluble by post-deposition crosslinking. Suitable methods of crosslinking such materials are known to those skilled in the art and are intended to be within the scope of the present invention. With this arrangement, the enzyme is the layer 35 in one through the polymer of the layer 35 arranged polymer matrix arranged.

In Ausführungsformen, in welchen das Enzym in der Schicht 35 Lactatoxidase ist, sollte das Polymer der Schicht 35 ein mehrwertiger Alkohol, wie PVOH, sein. Vorzugsweise ist das Polymer zu 99,9% hydrolysierter PVOH (d. h. mit weniger als etwa 0,1% Acetatgruppen). Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erhöhung der Menge der Hydrolyse die Auflösung des PVOH in Wasser bei Raumtemperatur schwieriger macht, doch kann die Verwendung einer löslicheren Form von PVOH ein Anschwellen der mehrschichtigen Membran 100 bewirken, wobei letztendlich ein Auswaschen des Enzyms aus der mehrschichtigen Membran 100 bewirkt wird. Vorzugsweise besitzt der PVOH ein Molekulargewicht von etwa 70.000 bis etwa 300.000. Ein PVOH mit einem höheren Molekulargewicht ist schwerer zu manipulieren, wenn die Schicht 35 wie unten stehend beschrieben hergestellt wird, und PVOH mit einem niedrigeren Molekulargewicht kann das Material zu löslich machen.In embodiments in which the enzyme in the layer 35 Lactate oxidase, the polymer should be the layer 35 a polyhydric alcohol such as PVOH. Preferably, the polymer is 99.9% hydrolyzed PVOH (ie, having less than about 0.1% acetate groups). It should be noted that increasing the amount of hydrolysis makes the dissolution of the PVOH in water at room temperature more difficult, but the use of a more soluble form of PVOH can cause swelling of the multilayer membrane 100 effect, with ultimately a washing out of the enzyme from the multilayer membrane 100 is effected. Preferably, the PVOH has a molecular weight of about 70,000 to about 300,000. A higher molecular weight PVOH is harder to manipulate when the layer 35 as described below, and lower molecular weight PVOH can solubilize the material.

Die Enzym/Polymer-Schicht 35 kann durch das in der gemeinsam zugewiesenen US-Patent-Anmeldungs-Serien-Nr. ___, eingereicht am selben Tag und unter dem Titel "Sensors for Measuring Analyte Concentrations and Methods of Making Same" (Sensoren zum Messen von Analytkonzentrationen und Verfahren zur Herstellung selbiger), welches hiermit durch den Bezug mit eingeschlossen ist, hergestellt werden. Dieses Verfahren schließt die folgenden Schritte ein. Eine Aufschlämmung des Polymers und von Wasser wird bei Raumtemperatur gebildet und danach erwärmt, um das Polymer aufzulösen. Die Lösung wird auf Raumtemperatur gekühlt und das Enzym wird hinzugefügt. Die Menge an Polymer, die in dem Wasser aufgelöst wird, variiert in Abhängigkeit von dem Enzym, Polymer, dem Molekulargewicht des Polymers und dem nachzuweisenden Analyten. Wenn zum Beispiel Lactatoxidase als Enzym und 99,9% hydrolysierter PVOH mit einem Molekulargewicht von etwa 70.000 bis etwa 300.000 als Polymer lösung verwendet wird, betragen die in dem Wasser gelösten Gewichtsprozent an PVOH vorzugsweise etwa 2% bis etwa 15%, stärker bevorzugt von etwa 5% bis etwa 10%, und am meisten bevorzugt etwa 7%. In dem Maße, wie das Molekulargewicht des PVOH verringert wird, nimmt die Wasserlöslichkeit von PVOH zu. Daher nehmen für einen PVOH mit einem höheren Molekulargewicht diese Bereiche ab, und für einen PVOH mit einem niedrigeren Molekulargewicht können diese Bereiche zunehmen. Die Menge an aufgelöstem Enzym in der PVOH/Wasserlösung variiert in Abhängigkeit von dem Enzym, dem PVOH und dem nachzuweisenden Analyten. Wenn das Enzym Lactatoxidase ist und als Polymer 99,9% hydrolysierter PVOH mit einem Molekulargewicht von etwa 70.000 bis etwa 300.000 verwendet wird, sind die in der PVOH/Wasserlösung aufgelösten Gewichtsprozent an Lactatoxidase vorzugsweise etwa 2% bis etwa 10%, stärker bevorzugt etwa 4% bis etwa 8%, und am meisten bevorzugt etwa 6%. Diese Gewichte beziehen sich auf Lactatoxidase der Einheitsaktivität von etwa 20 bis etwa 40 Einheiten pro Milligramm Pulver. Alternativ kann die Lactatoxidase auf Basis der Aktivität zugesetzt werden. Um zum Beispiel ein Enzym mit einer Aktivität von etwa 35 Einheiten pro Milligramm bereitzustellen, sollten etwa 1000 Einheiten bis etwa 8000 Einheiten Enzym zu etwa 2,0 Gramm 7%igem PVOH in Wasser, stärker bevorzugt etwa 2000 Einheiten bis etwa 7000 Einheiten Enzym und am meisten bevorzugt von etwa 4000 Einheiten bis etwa 5000 Einheiten Enzym hinzugefügt werden.The enzyme / polymer layer 35 can be determined by the commonly assigned U.S. Patent Application Serial No. US Pat. ___, filed the same day and entitled "Sensors for Measuring Analyte Concentrations and Methods of Making Same" (sensors for measuring analyte concentrations and methods of making same), which is hereby incorporated by reference. This procedure includes the following steps. A slurry of the polymer and water is formed at room temperature and then heated to dissolve the polymer. The solution is cooled to room temperature and the enzyme is added. The amount of polymer dissolved in the water will vary depending on the enzyme, polymer, the molecular weight of the polymer and the analyte to be detected. For example, when lactate oxidase is used as the enzyme and 99.9% hydrolyzed PVOH having a molecular weight of about 70,000 to about 300,000 as the polymer solution, the weight percent of PVOH dissolved in the water is preferably about 2% to about 15%, more preferably about From 5% to about 10%, and most preferably about 7%. As the molecular weight of the PVOH is reduced, the water solubility of PVOH increases. Therefore, for a higher molecular weight PVOH, these ranges decrease, and for a lower molecular weight PVOH these ranges may increase. The amount of dissolved enzyme in the PVOH / water solution varies depending on the enzyme, the PVOH and the analyte to be detected. When the enzyme is lactate oxidase and the polymer used is 99.9% hydrolyzed PVOH having a molecular weight of about 70,000 to about 300,000, the weight percent of lactate oxidase dissolved in the PVOH / water solution is preferably about 2% to about 10%, more preferably about 4 % to about 8%, and most preferably about 6%. These weights refer to unit activity lactate oxidase from about 20 to about 40 units per milligram of powder. Alternatively, the lactate oxidase can be added based on the activity. For example, to provide an enzyme with an activity of about 35 units per milligram, should be about 1000 units to about 8,000 units of enzyme are added to about 2.0 grams of 7% PVOH in water, more preferably about 2,000 units to about 7,000 units of enzyme, and most preferably from about 4,000 units to about 5,000 units of enzyme.

Die Schicht 35 kann auf die Haftschicht 30 unter Anwendung einer beliebigen, Fachleuten auf dem Gebiet bekannten Technik aufgebracht werden, welche zur Begrenzung der Position der Schicht 35, wie oben stehend erläutert, fähig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die oben beschriebene Lösung auf die Haftschicht 30 mit Hilfe einer Spotting-Workstation, welche eine Spritzenpumpe mit Fluidverbindungen zu einer Dispensiernadel umfasst, aufgebracht. Eine solche Workstation 200 ist in 2 beschrieben und schließt den Fußschalter 201, die Spritzenpumpe 202, die Dispensierspritze 204, die Einfüllspritze 206, den Schlauch 208, das Mikroskop 210, das Stecker-Fitting 212, die Mikroskopleuchte 214, die Dispensiernadel 216, das Dreiwegeventil 218 und den Vertikalpositionierer bzw. Stellelement 220 ein. Die Position der Schicht 20 im Verhältnis zu der Dispensiernadel 216 wird mit Hilfe des Mikroskops 210 überprüft. Wenn die Schicht 30 unterhalb der Nadel 216 angeordnet ist, wird der Fußschalter 201 durch den Benutzer niedergedrückt, sodass die Spritzenpumpe 202 eine kleine Menge der verwendeten Lösung durch die Dispensiernadel 216 dispensiert. Typischerweise wird die Workstation 200 so vorgesehen, dass eine 20-Nanoliter-(nL-)Aliquote der Lösung durch die Nadel 216 dispensiert wird, doch es können andere Mengen von Lösung dispensiert werden, sodass die Schicht 35 die hierin erläuterten Dimensionen besitzt. Im Anschluss an die Abscheidung auf die Haftschicht 30 sollte die Schicht 35 bei einer Temperatur von etwa 25°C über einen Zeitraum von etwa 1 bis etwa 4 Stunden luftgetrocknet werden.The layer 35 can on the adhesive layer 30 be applied using any technique known to those skilled in the art, which may limit the position of the layer 35 as explained above. In a preferred embodiment, the solution described above is applied to the adhesive layer 30 by means of a spotting workstation comprising a syringe pump with fluid connections to a dispensing needle. Such a workstation 200 is in 2 described and closes the footswitch 201 , the syringe pump 202 , the dispensing syringe 204 , the filling syringe 206 , the hose 208 , the microscope 210 , the plug fitting 212 , the microscope light 214 , the dispensing needle 216 , the three-way valve 218 and the vertical positioner or actuator 220 one. The position of the layer 20 in relation to the dispensing needle 216 is with the help of the microscope 210 checked. If the layer 30 below the needle 216 is arranged, the footswitch 201 depressed by the user, allowing the syringe pump 202 a small amount of the solution used by the dispensing needle 216 dispensed. Typically, the workstation 200 provided a 20-nanoliter (nL) aliquot of the solution through the needle 216 dispensed, but other amounts of solution may be dispensed so that the layer 35 has the dimensions explained herein. Following deposition on the adhesive layer 30 should the layer 35 be air-dried at a temperature of about 25 ° C over a period of about 1 to about 4 hours.

Man nimmt an, dass das nichtlineare Blut/Wasser-Gefälle-Verhalten von Sensoren des Stands der Technik aus der Diffusion von Enzym von diesen Sensoren zu der den Analyten enthaltenden Lösung resultieren kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht die Schicht 35 die Menge des in dem Sensor 10 vorliegenden Enzyms, welche die Verzögerung des Einsetzens eines solchen nichtlinearen Verhaltens durch den Sensor 10 unterstützen kann. Außerdem kann das Polymer der Schicht 35 der Immobilisierung des Enzyms dienen, wodurch die Diffusionsrate des Enzyms von der Elektrode 10 zu der Analytlösung herabgesetzt wird. Darüber hinaus kann die Schicht 35 die Diffusionsrate des Enzyms von der Elektrode 10 zu der Analytlösung durch Erhöhen des Abstands zwischen der immobilisierten Enzymschicht 20 und der Analytlösung verringern.It is believed that the nonlinear blood / water gradient behavior of prior art sensors may result from the diffusion of enzyme from these sensors to the solution containing the analyte. According to the present invention, the layer increases 35 the amount of in the sensor 10 present enzyme, which delay the onset of such non-linear behavior by the sensor 10 can support. In addition, the polymer of the layer 35 immobilization of the enzyme, thereby reducing the diffusion rate of the enzyme from the electrode 10 is reduced to the analyte solution. In addition, the layer can 35 the diffusion rate of the enzyme from the electrode 10 to the analyte solution by increasing the distance between the immobilized enzyme layer 20 and reduce the analyte solution.

In einigen Ausführungsformen, wenn die Schicht 40 die bevorzugte Zusammensetzung wie hierin offenbart umfasst, muss der Sensor 10 nicht die Schicht 45 oder die Schicht 50 (oben stehend erläutert) einschließen, um das Verschmutzen mit Protein des Sensors 10 zu verringern oder auszuschalten. Dies kann besonders wünschenswert sein, wenn der Sensor 10 in Einmalanwendungen eingesetzt wird.In some embodiments, if the layer 40 the preferred composition as disclosed herein, the sensor must 10 not the layer 45 or the layer 50 (discussed above) to prevent fouling with protein from the sensor 10 to reduce or switch off. This may be particularly desirable when the sensor 10 used in single-use applications.

Die mikroporöse Schicht 40 soll dem Sensor 10 eine verbesserte Leistung und eine verlängerte Lebensdauer verleihen. Die Schicht 40 erreicht dieses Ziel durch Begrenzen der Rate, mit welcher der Analyt die immobilisierte Enzymschicht 20 erreicht, unter Vorsehung eines guten Sauerstofftransports, sodass Sauerstoff nicht als ein die Rate begrenzendes Reagens in der Reaktion fungiert, die bei den Schichten 20 und 35 auftritt. Darüber hinaus ist die Schicht 40 vorzugsweise zur Unterstützung der Verhinderung eines Verschmutzens der immobilisierten Enzymschicht 20, zum Abschirmen von Interferenten in der Analytlösung vor einem Erreichen der Schicht 20 und Einschließen des in den Schichten 20 und 35 enthaltenen Enzyms fähig, um die Rate zu verringern, mit welcher das Enzym aus dem Sensor 10 entfernt wird. Vorzugsweise kann die Schicht 40 ausschließen, dass Moleküle mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 10.000 die Schicht 20 erreichen. Die mikroporöse Schicht 40 hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 10 Mikrometer bis etwa 40 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 15 Mikrometer bis etwa 30 Mikrometer und am meisten bevorzugt von etwa 20 Mikrometer bis etwa 25 Mikrometer.The microporous layer 40 should be the sensor 10 give improved performance and extended life. The layer 40 accomplishes this goal by limiting the rate at which the analyte immobilizes the enzyme layer 20 under the provision of good oxygen transport so that oxygen does not act as a rate limiting reagent in the reaction that occurs in the layers 20 and 35 occurs. In addition, the layer is 40 preferably to aid in preventing fouling of the immobilized enzyme layer 20 for shielding interferents in the analyte solution from reaching the layer 20 and including in the layers 20 and 35 contained enzyme capable of reducing the rate at which the enzyme from the sensor 10 Will get removed. Preferably, the layer 40 exclude that molecules with a molecular weight of at least about 10,000 the layer 20 to reach. The microporous layer 40 preferably has a thickness of from about 10 microns to about 40 microns, more preferably from about 15 microns to about 30 microns, and most preferably from about 20 microns to about 25 microns.

Die mikroporöse Schicht 40 schließt ein Polymerpulver, ein Mineralpulver, ein Polymerbindemittel und mindestens ein Tensid ein. Polymerpulver, die sich für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, sollten einen relativ hohen Sauerstofftransport haben. Ferner sollten diese Polymerpulver vergleichsweise unmischbar sein mit den meisten anderen Polymermaterialien. Polyfluorkohlenstoffe, einschließlich der Teflon®-Familie von Polytetrafluorethylenpulver, verfügbar von duPont, sind geeignet für die Verwendung als Polymerpulver der Schicht 40. Ein Beispiel für ein solches fluoriertes Kohlenwasserstoffpolymerpulver ist MP1100 Teflon® (duPont). Vorzugsweise hat das Polymerpulver einen durchschnittlichen Teilchengrößenbereich von etwa 0,02 Mikrometer bis etwa 10 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 0,05 Mikrometer bis etwa 5 Mikrometer, und am meisten bevorzugt von etwa 0,1 Mikrometer bis etwa 1 Mikrometer. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Polymerpulver MP1100 Teflon®-Pulver von duPont mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,2 Mikrometer.The microporous layer 40 includes a polymer powder, a mineral powder, a polymer binder, and at least one surfactant. Polymer powders suitable for use in the present invention should have relatively high oxygen transport. Furthermore, these polymer powders should be relatively immiscible with most other polymeric materials. Polyfluorocarbons, including the Teflon® family of polytetrafluoroethylene powder, available from duPont, are suitable for use as the polymer powder of the layer 40 , An example of such a fluorinated hydrocarbon polymer powder is MP1100 Teflon ® (duPont). Preferably, the polymer powder has an average particle size range of from about 0.02 micron to about 10 microns, more preferably from about 0.05 micron to about 5 microns, and most preferably from about 0.1 micron to about 1 micron. In a particularly preferred embodiment, the polymer powder MP1100 Teflon ® powder comprises from duPont having an average particle size of about 0.2 microns.

Das Mineralpulver kann jegliches inerte, feste Material sein, das zur Erhöhung der Hydrophilie der Schicht 40 fähig ist. Da Tenside, die unten stehend erläutert sind, sich aus der mehrschichtigen Membran 100 der vorliegenden Erfindung mit der Zeit herauslösen können, ermöglicht das Mineralpulver der Schicht 40, dass die mehrschichtige Membran 100 über relativ lange Expositionszeiträume an die Analytlösung benetzt bleibt. Solche Pulver schließen Aluminiumoxidpulver, Silicapulver, Metalloxidpulver, Pulver von polymeren Materialien und Kombinationen hiervon ein. Vorzugsweise umfasst das Mineralpulver Aluminiumoxidpulver. Das Mineralpulver hat vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchengrößenbereich von etwa 0,1 Mikrometer bis etwa 5 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 0,2 Mikrometer bis etwa 3 Mikrometer, und am meisten be vorzugt von etwa 0,3 Mikrometer bis etwa 1 Mikrometer. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Mineralpulver α-Aluminiumoxidpulver, das in der Form einer Emulsion erworben wird und eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,3 Mikrometer hat (Produktnummer 40-6352-006, verfügbar von Buehler Laboratory mit Sitz in Lake Bluff, IL). Es ist darauf hinzuweisen, dass dieses Mineralpulver für vorteilhaft befunden wurde, weil es die Aufrechterhaltung der mechanischen Integrität des Sensors 10 unterstützt (d. h. dieses Mineralpulver trägt zum Aneinanderhaften der Schichten des Sensors 10 bei).The mineral powder may be any inert, solid material which enhances the hydrophilicity of the layer 40 is capable. As surfactants, which are explained below, from the multilayer membrane 100 of the present invention can dissolve with time, the mineral powder of the layer allows 40 in that the multilayer membrane 100 remains wetted to the analyte solution for a relatively long period of exposure. Such powders include alumina powder, silica powder, metal oxide powder, powder of polymeric materials, and combinations thereof. Preferably, the mineral powder comprises alumina powder. The mineral powder preferably has an average particle size range of from about 0.1 microns to about 5 microns, more preferably from about 0.2 microns to about 3 microns, and most preferably from about 0.3 microns to about 1 microns. In a particularly preferred embodiment, the mineral powder comprises α-alumina powder purchased in the form of an emulsion and having an average particle size of about 0.3 microns (product number 40-6352-006 available from Buehler Laboratory located in Lake Bluff, IL ). It should be noted that this mineral powder was found to be beneficial because it maintained the mechanical integrity of the sensor 10 supported (ie this mineral powder contributes to the adherence of the layers of the sensor 10 at).

Das Polymerbindemittel der Verbundschicht 40 sollte mit dem Polymerpulver der Schicht 40 kompatibel sein. Falls das Polymer beispielsweise ein Teflon®-Pulver umfasst, ist ein geeignetes Polymerbindemittel ein Perfluorkohlenwasserstoff-Bindemittel. Solche Perfluorkohlenwasserstoff-Bindemittel schließen Teflon® AF 1600-Polymerbindemittel, verfügbar von duPont, ein.The polymer binder of the composite layer 40 should with the polymer powder of the layer 40 be compatible. If the polymer includes, for example Teflon ® powder, an appropriate polymer binder is a perfluorohydrocarbon binder. Such perfluorocarbon binders include Teflon® AF 1600 polymer binder, available from duPont.

Man nimmt an, dass das Tensid in der Schicht 40 ein Hydratisieren der mehrschichtigen Membran 100 bei der ersten Exposition an die Analytlösung ermöglicht. Somit sollte das Tensid mit Wasser kompatibel sein. Darüber hinaus sollte das Tensid der Schicht 40 die Kompatibilität zwischen dem Polymerpulver und dem Mineralpulver verbessern. Typischerweise ist das Tensid ein nicht-ionisches Tensid. Solche nicht-ionischen Tenside sind vorzugsweise fluorierte nicht-ionische Alkylalkoxylat-Tenside, wie FC-171 Fluorad®-Tensid von der 3-M Company mit Sitz in St. Paul, MN. Andere Tenside, die für die Verwendung in der Schicht 40 geeignet sind, sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.It is believed that the surfactant is in the layer 40 hydrating the multilayer membrane 100 at the first exposure to the analyte solution. Thus, the surfactant should be compatible with water. In addition, the surfactant should be the layer 40 improve the compatibility between the polymer powder and the mineral powder. Typically, the surfactant is a nonionic surfactant. Such non-ionic surfactants are preferably fluorinated alkyl alkoxylate non-ionic surfactants such as FC-171 Fluorad ® -Tensid from the 3-M Company based in St. Paul, MN. Other surfactants suitable for use in the layer 40 are known to those skilled in the art and are intended to be within the scope of the present invention.

Bei der Herstellung der Schicht 40 können ein oder mehrere Lösungsmittel zur Bildung einer Aufschlämmung oder Emulsion verwendet werden, welche das Polymerpulver, das Polymerbindemittel, das Tensid und das Mineralpulver einschließt. Die bei der Herstellung der Schicht 40 verwendeten Lösungsmittel können beliebige Lösungsmittel sein, solange sie zur Auflösung des Polymerbindemittels der Schicht 40 in der Lage sind. Weiterhin sollte das Lösungsmittel für das Enzym unschädlich sein. Vorzugsweise haben die Lösungsmittel der Schicht 40 vergleichsweise hohe Siedepunkte, sodass ein Siebdruck oder Schablonendruck bei der Aufbringung der Schicht 40 zur Anwendung kommen kann. Somit schließen, falls der Sensor 10 Lactatoxidase einschließt und die Schicht 40 ein fluoriertes Kohlenwasserstoffpolymerpulver sowie ein fluoriertes Kohlenwasserstoffpolymerbindemittel einschließt, geeignete Lösungsmittel für die Schicht 40 fluorierte Kohlenwasserstoffe ein. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel ein perfluorierter Kohlenwasserstoff mit etwa 12 Kohlenstoffatomen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Lösungsmittel der Schicht 40 FC-43 Fluorinert®-Lösungsmittel und FC-70 Fluorinert®-Lösungsmittel, beide erhältlich von 3-M.In the production of the layer 40 For example, one or more solvents can be used to form a slurry or emulsion including the polymer powder, the polymeric binder, the surfactant, and the mineral powder. The in the production of the layer 40 solvents used may be any solvent as long as they are used to dissolve the polymer binder of the layer 40 are able to. Furthermore, the solvent should be harmless to the enzyme. Preferably, the solvents of the layer 40 comparatively high boiling points, so that a screen printing or stencil printing in the application of the layer 40 can be used. Thus close if the sensor 10 Lactate oxidase and the layer 40 a fluorinated hydrocarbon polymer powder and a fluorinated hydrocarbon polymer binder, suitable solvents for the layer 40 fluorinated hydrocarbons. Preferably, the solvent is a perfluorinated hydrocarbon having about 12 carbon atoms. In a preferred embodiment, the solvents comprise the layer 40 FC-43 Fluorinert ® solvents and FC-70 Fluorinert ® solvents, both available from 3-M.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Verbundschicht 40 durch Auflösen des Polymerbindemittels in einer aus dem/den Lösungsmittel(n) gebildeten Lösung gebildet. Das Tensid wird dann zugesetzt, gefolgt von dem Polymerpulver und dem Mineralpulver. Um die Agglomeratgröße der resultierenden Mischung zu verringern, kann die Mischung in einer Walzenmühle, Kugelmühle gemahlen werden oder auf anderweitige Weise behandelt werden, um die Agglomeratgröße der Mischung zu verringern. Diese Mischung wird dann auf Bereiche der Haftschicht 30 und der Enzym/Polymer-Schicht 35, wie in 1 angegeben, mit Hilfe einer Vielzahl von den Fachleuten auf dem Gebiet bekannten Techniken, wie Aufschleudern, Tauchbeschichten, Besprühen, Siebdruck oder Schablonendruck, aufgebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mischung auf die Schichten 30 und 35 unter Verwendung eines 0,002 Inch dicken Schablonenmusters aus nichtrostendem Stahl durch Schablonendruck aufgebracht. Obwohl nicht in den Figuren gezeigt, ist der Sensor 10 typischerweise ein Teil des Wafers, welcher eine Vielzahl solcher Sensoren (typischerweise etwa 40) umfassen kann. Für solche Ausführungsformen beschränkt der Schablonendruck der Schicht 40 diese Schicht über die Elektrodenbereiche des Sensors 10. Dieses Verfahren ist identisch mit dem Siebdrucken, mit der Ausnahme, dass eine Schablone an Stelle eines Siebs zum Einsatz kommt. Im Anschluss an die Aufbringung sollte die Schicht 40 unter den Bedingungen von etwa 20°C bis etwa 25°C und etwa 35% relativer Feuchtigkeit bis etwa 60% relativer Feuchtigkeit luftgetrocknet werden.According to one embodiment, the composite layer 40 by dissolving the polymer binder in a solution formed from the solvent (s). The surfactant is then added, followed by the polymer powder and the mineral powder. To reduce the agglomerate size of the resulting mixture, the mixture may be ground in a roller mill, ball mill or otherwise treated to reduce the agglomerate size of the mixture. This mixture is then applied to areas of the adhesive layer 30 and the enzyme / polymer layer 35 , as in 1 by a variety of techniques known to those skilled in the art, such as spin coating, dip coating, spraying, screen printing or stencil printing. In a preferred embodiment, the mixture is applied to the layers 30 and 35 applied by stencil printing using a 0.002 inch thick stainless steel stencil pattern. Although not shown in the figures, the sensor is 10 typically a portion of the wafer that may include a plurality of such sensors (typically about 40). For such embodiments, stencil printing limits the layer 40 this layer over the electrode areas of the sensor 10 , This procedure is identical to screen printing except that a stencil is used instead of a screen. Following the application, the layer should 40 are air dried under the conditions of about 20 ° C to about 25 ° C and about 35% relative humidity to about 60% relative humidity.

Vorzugsweise hat die mikroporöse Schicht 40 einen Aluminiumoxid-Prozentanteil von etwa 5% bis etwa 70%, stärker bevorzugt von etwa 10% bis etwa 60%, und am meisten bevorzugt von etwa 20% bis etwa 50%. Mit "Aluminiumoxid-Prozentanteil" ist hierin der Bezug auf das Gewicht von Aluminiumoxid innerhalb der Schicht 40 gemeint, geteilt durch die Summe der Gewichte des Aluminiumoxid- und des Polymerpulvers in der Schicht 40. Die mikroporöse Schicht 40 besitzt vorzugsweise ein Füllstoff-zu-Bindemittel-Verhältnis von etwa 20:1 bis etwa 1:4, stärker bevorzugt von etwa 10:1 bis etwa 1:2, und am meisten bevorzugt von etwa 7:1 bis etwa 1:1. "Füllstoff-zu-Bindemittel-Verhältnis" bezeichnet hierin das Verhältnis der Summe der Gewichte des Aluminiumoxid- und Polymerpulvers in der Schicht 40 zu dem Gewicht des Polymerbindemittels in der Schicht 40.Preferably, the microporous layer has 40 an alumina percentage of from about 5% to about 70%, more preferably from about 10% to about 60%, and most preferably from about 20% to about 50%. By "alumina percentage" herein is the reference to the weight of alumina within the layer 40 meant divided by the sum of the weights of the alumina and the polymer powders in the layer 40 , The microporous layer 40 preferably has a filler to binder ratio of from about 20: 1 to about 1: 4, more preferably from about 10: 1 to about 1: 2, and most preferably from about 7: 1 to about 1: 1. "Filler-to-binder ratio" herein means the ratio of the sum of the weights of the alumina and polymer powders in the layer 40 to the weight of the polymer binder in the layer 40 ,

Es ist darauf hinzuweisen, dass, da fluorierte Kohlenwasserstoffe relativ hydrophob sind, die erfolgreiche Implementierung dieser Materialien in der Schicht 40 überraschend war, weil es nicht zu erwarten wäre, dass diese hydrophoben Materialien in die mehrschichtige Membran 100 eingebracht werden könnten, welche, zumindest in bestimmten Ausführungsformen, für den Transport von hydrophilen Lösungen bestimmt ist.It should be noted that since fluorinated hydrocarbons are relatively hydrophobic, the successful implementation of these materials in the layer 40 was surprising because it would not be expected that these hydrophobic materials in the multilayer membrane 100 could be introduced, which, at least in certain embodiments, intended for the transport of hydrophilic solutions.

Die Tensid/Polymer-Schicht 45 sollte zur Vorsehung einer verbesserten Haftung zwischen der Schicht 40 und der Schicht 50 fähig sein. Folglich kann die Schicht 45 aus einem polymeren Material und einem Tensid, die so gewählt sind, dass die Schicht 45 mit beiden Schichten 40 und 50 kompatibel ist, gebildet sein. Das Polymermaterial der Schicht 45 ist häufig das gleiche Polymermaterial, wie in der Schicht 50 verwendet (unten stehend erläutert). Mithin schließt eine veranschaulichende und nichteinschränkende Auflistung von Polymermaterialien, die für die Verwendung bei der Herstellung der Schicht 45 geeignet sind, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, PVOH und HEMA ein. Wenn eine Schicht 50 PVOH einschließt, ist das Polymermaterial der Schicht 45 vorzugsweise PVOH. Für solche Ausführungsformen weist das bei der Herstellung der Schicht 45 verwendete PVOH vorzugsweise etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% Feststoffe, stärker bevorzugt etwa 2,5 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-% Feststoffe, und am meisten bevorzugt etwa 5 Gew.-% Feststoffe (basierend auf dem Gesamtgewicht der Lösung von PVOH und Tensid) auf.The surfactant / polymer layer 45 should provide for improved adhesion between the layer 40 and the layer 50 be able. Consequently, the layer can 45 of a polymeric material and a surfactant chosen so that the layer 45 with both layers 40 and 50 is compatible, be formed. The polymer material of the layer 45 is often the same polymer material as in the layer 50 used (explained below). Thus, an illustrative and non-limiting listing of polymeric materials suitable for use in making the layer 45 suitable are polyvinylpyrrolidone, gelatin, PVOH and HEMA. If a layer 50 PVOH is the polymeric material of the layer 45 preferably PVOH. For such embodiments, this means in the manufacture of the layer 45 Preferably, PVOH used about 1% to about 10% by weight solids, more preferably about 2.5% to about 7% by weight solids, and most preferably about 5% by weight solids (based on the total weight of the solution of PVOH and surfactant).

Das Tensid der Schicht 45 kann jedwedes Material umfassen, das zur Verbesserung der Haftung zwischen den Schichten 40 und 50 fähig ist, während die vorteilhaften Merkmale des Sensors 10, wie hierin beschrieben, im Wesentlichen verringert werden.The surfactant of the layer 45 may include any material that enhances adhesion between layers 40 and 50 capable while the advantageous features of the sensor 10 , as described herein, are substantially reduced.

Vorzugsweise ist das Tensid ein nicht-ionisches Tensid. Somit kann das Tensid der Schicht 45 perfluorierte Alkylalkoxylat-Tenside umfassen. Solche Tenside schließen zum Beispiel FC-171 Fluorad®, FC-430 Fluorad® und FC-176 Fluorad® (alle von 3M erhältlich) ein. Andere derartige Tenside sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tensid der Schicht 45 ein fluoriertes nicht-ionisches Alkylalkoxylat-Tensid, wie FC-171 Fluorad® von 3-M. Vorzugsweise umfasst die Schicht 45 etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% nicht-ionisches Tensid, stärker bevorzugt etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% nicht-ionisches Tensid, und am meisten bevorzugt von etwa 0,1 Gew.-% nicht-ionisches Tensid (auf Basis des Gesamtgewichts der Lösung von Polymermaterial und Tensid).Preferably, the surfactant is a nonionic surfactant. Thus, the surfactant of the layer 45 perfluorinated alkyl alkoxylate surfactants. Such surfactants include, for example FC-171 Fluorad ® FC-430 Fluorad FC-176 Fluorad ® and ® (all available from 3M) a. Other such surfactants are known to those skilled in the art and are intended to be within the scope of the present invention. In a preferred embodiment, the surfactant is the layer 45 a fluorinated alkyl alkoxylate nonionic surfactant such as FC-171 Fluorad ® from 3-M. Preferably, the layer comprises 45 from about 0.01% to about 1% by weight of nonionic surfactant, more preferably from about 0.05% to about 0.5% by weight of nonionic surfactant, and most preferably about 0.1% by weight of nonionic surfactant (based on the total weight of the solution of polymeric material and surfactant).

Um die Leistung des Sensors 10 zu optimieren, sollte die Schicht 45 eine Dicke von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 5 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 1 Mikrometer bis etwa 3 Mikrometer und am meisten bevorzugt von etwa 1 Mikrometer haben. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die Schicht 45 eine Dicke von etwa 1 Mikrometer und umfasst etwa 0,1 Gew.-% FC-171 Fluorad® und etwa 5 Gew.-% PVOH.To the power of the sensor 10 to optimize, the layer should 45 have a thickness from about 0.5 micron to about 5 microns, more preferably from about 1 micron to about 3 microns, and most preferably about 1 micron. In a particularly preferred embodiment, the layer has 45 a thickness of about 1 micrometer and comprises about 0.1 wt .-% FC-171 Fluorad ® and about 5 wt .-% PVOH.

Die Schicht 45 kann auf die Schicht 40 mit Hilfe einer Vielzahl von Standardtechniken, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, aufgebracht werden. Solche Techniken schließen zum Beispiel das Aufschleudern, Tauchbeschichten und Besprühen ein. Vorzugsweise wird die Schicht 45 auf die Schicht 40 durch Aufschleudern aufgebracht. Die Schicht 45 sollte vor der Aufbringung der Schicht 50 getrocknet werden (nachstehend erläutert). In einer Ausführungsform wird die Schicht 45 etwa 15 Minuten lang bei Raumtemperatur luftgetrocknet.The layer 45 can on the layer 40 by a variety of standard techniques known to those skilled in the art. Such techniques include, for example, spin coating, dip coating, and spraying. Preferably, the layer becomes 45 on the layer 40 applied by spin coating. The layer 45 should be before the application of the layer 50 dried (explained below). In one embodiment, the layer becomes 45 Air dried for about 15 minutes at room temperature.

Die stabilisierende Schicht 50 soll eine minimale Proteinadsorption bewirken. Die Schicht 50 kann kontinuierlich für eine frische Oberfläche der mehrschichtigen Membran 100 an der Grenzfläche der mehrschichtigen Membran 100 mit der Analytlösung sorgen, sodass es für Proteine innerhalb der Analytlösung schwierig ist, an die Außenoberfläche der mehrschichtigen Membran 100 zu adsorbieren (d. h. ein Verstopfen des Sensors 10 zu vermindern). Folglich kann die Schicht 50 aus einem hydrophilen, wasserdurchlässigen polymeren Material gebildet werden, das zur Minimierung der Protein adsorption fähig ist. Dies kann durch Bilden einer erneuerbaren Oberfläche an der Grenzfläche zwischen der mehrschichtigen Membran 100 und der Analytlösungsgrenzfläche in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Analytlösung erreicht werden. Wenn zum Beispiel die Analytlösung Blut umfasst, wird die Schicht 50 typischerweise aus einem polymeren Material gebildet, das zumindest teilweise in Wasser löslich ist, sodass das polymere Material langsam in die Analytlösung mit der Zeit ausgewaschen wird, unter konstanter Vorsehung einer neuen Oberfläche an der Grenzfläche zwischen der mehrschichtigen Membran 100 und der Analytlösung.The stabilizing layer 50 should cause a minimal protein adsorption. The layer 50 can be used continuously for a fresh surface of the multilayer membrane 100 at the interface of the multilayer membrane 100 provide the analyte solution so that it is difficult for proteins within the analyte solution to contact the outer surface of the multilayer membrane 100 to adsorb (ie clogging of the sensor 10 to diminish). Consequently, the layer can 50 are formed from a hydrophilic, water-permeable polymeric material capable of minimizing protein adsorption. This can be done by forming a renewable surface at the interface between the multilayer membrane 100 and the analyte solution interface can be achieved depending on the composition of the analyte solution. For example, if the analyte solution comprises blood, the layer becomes 50 typically made of a polymeric material which is at least partially soluble in water such that the polymeric material is slowly washed out into the analyte solution over time, with constant provision of a new surface at the interface between the multilayer membrane 100 and the analyte solution.

Polymere Materialien, die für die Verwendung bei der Herstellung der Schicht 50 geeignet sind, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine PHEMA und PVOH. Vorzugsweise wird die Schicht 50 unter Verwendung von PVOH mit etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% Feststoffen, stärker bevorzugt von etwa 8 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-% Feststoffen, und am meisten bevorzugt von etwa 10 Gew.-% Feststoffen gebildet.Polymeric materials suitable for use in the manufacture of the layer 50 suitable include, but are not limited to, polyvinylpyrrolidone, gelatin PHEMA and PVOH. Preferably, the layer becomes 50 using PVOH at about 5 wt% to about 25 wt% solids, more preferably from about 8 wt% to about 12 wt% solids, and most preferably about 10 wt% solids educated.

Die Dicke der Schicht 50 sollte so gewählt werden, um die vorteilhaften Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin beschrieben, zu optimieren. Vorzugsweise hat die Schicht 50 eine Dicke von etwa 5 Mikrometer bis etwa 20 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 8 Mikrometer bis etwa 12 Mikrometer, und am meisten bevorzugt von etwa 10 Mikrometer.The thickness of the layer 50 should be chosen to optimize the advantageous features of the present invention as described herein. Preferably, the layer has 50 a thickness of about 5 microns to about 20 microns, more preferably from about 8 microns to about 12 microns, and most preferably about 10 microns.

Die Schicht 50 kann gemäß einer Vielzahl von den Fachleuten auf dem Gebiet bekannten Verfahren gebildet werden, darin eingeschlossen beispielsweise Aufschleuder-, Besprühungs- und Tauchbeschichtungstechniken. Vorzugsweise wird die Schicht 50 durch Aufschleudern des polymeren Materials der Schicht 50 auf die Schicht 45, gefolgt von einem Trocknen, gebildet. In bestimmten Ausführungsformen kann die Schicht 50 für etwa 15 Minuten bei Raumtemperatur luftgetrocknet werden.The layer 50 can be formed according to a variety of methods known to those skilled in the art including, for example, spin-on, spray and dip coating techniques. Preferably, the layer becomes 50 by spin-coating the polymeric material of the layer 50 on the layer 45 , followed by drying, formed. In certain embodiments, the layer 50 be air-dried for about 15 minutes at room temperature.

Mehrschichtige Membrane gemäß der vorliegenden Erfindung können weiter die typischen Elemente einschließen, die für solche mehrschichtigen Membrane verwendet werden, darin eingeschlossen beispielsweise elektrische Leitungen, elektrisch nicht leitende (isolierende) Träger oder Sonden und andere solche Elemente, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind.multilayer Membrane according to the present invention Invention can further include the typical elements necessary for such multilayer membranes used, including, for example, electrical Lines, electrically non-conductive (insulating) carrier or Probes and other such elements, the experts in the field are known.

Das folgende Beispiel beschreibt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und soll nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.The The following example describes an embodiment of the present invention Invention and is not intended as a limitation of the present invention be interpreted.

Beispielexample

Die elektrisch leitende isolierende Substratschicht wurde aus etwa 96% Aluminiumoxid und etwa 4% Glasbindemittel, verfügbar von Coors Ceramic Company, Grand Junction, CO, gebildet. Die Elektrodenschicht wurde auf die Substratschicht als eine 10-Micrometer-Emulsion von hochreiner Platinpaste, verfügbar als Produktnummer PC10208 von Metech, mittels Siebdruck mit einem 325-Mesh-Sieb aus nichtrostendem Stahl aufgebracht. Ein BTU-Zonen-Ofen mit einem Drei-Zonen-Trockner von Fast Fire of Billerica, MA, kam beim Brennen der Platinemulsion zum Einsatz. Die Wärmebehandlung wurde nach den Herstellerempfehlungen durchgeführt und die Temperatur wurde stufenweise auf 750°C erhöht während eines 13-Minuten-Peaks.The electrically conductive insulating substrate layer was about 96% Alumina and about 4% glass binder available from Coors Ceramic Company, Grand Junction, CO. The electrode layer was on the Substrate layer as a 10 micrometer emulsion of high purity platinum paste, available as product number PC10208 from Metech, by screen printing with a 325 mesh stainless steel screen applied. A BTU zone oven came with a three-zone dryer from Fast Fire of Billerica, MA when burning the platinum emulsion used. The heat treatment was done according to the manufacturer's recommendations and the temperature was gradually to 750 ° C elevated while a 13-minute peak.

Die dielektrische Schicht wurde als 15-Mikrometer-Emulsion über Bereiche der Substratschicht, die nicht von der Elektrodenschicht bedeckt sind, unter Verwendung eines 325-Mesh-Siebs aus nichtrostendem Stahl durch Siebdruck aufgebracht. Das für die dielektrische Schicht verwendete Material war die Produktnummer 9615 von duPont Electronics, Wilmington, DE. Im Anschluss an die Aufbringung auf die Substratschicht wurde die dielektrische Schicht einem Brennen bei 750°C während eines 10-Minuten-Peaks unterzogen.The Dielectric layer was applied as a 15 micron emulsion over areas the substrate layer that is not covered by the electrode layer are using a 325 mesh stainless steel screen applied by screen printing. That for the dielectric layer used material was product number 9615 from duPont Electronics, Wilmington, DE. Following application to the substrate layer was the dielectric layer is subjected to firing at 750 ° C during a 10-minute peak.

Eine immobilisierte Enzymschicht wurde auf der Elektrodenschicht mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens abgeschieden. Die immobilisierte Enzymschicht umfasste eine katalytisch aktive Menge an Lactatoxidase (Katalog-Nr. 1381, Genzyme, Cambridge, MA), die mit platinierten Kohlenstoffpulverteilchen, verfügbar von E-TEK, Inc., Framingham, MA, immobilisiert wurden.A Immobilized enzyme layer was on the electrode layer with Help deposited by a screen printing process. The immobilized Enzyme layer comprised a catalytically active amount of lactate oxidase (catalog no. 1381, Genzyme, Cambridge, MA) coated with platinized carbon powder particles, available from E-TEK, Inc., Framingham, MA.

Eine wässrige Lösung von APTES wurde durch Pipettierung von etwa 1 Gramm APTES (Produktnummer A0750, United Chemical Technologies, Bristol, PA) in einen Behälter und Hinzufügen von etwa 19 Gramm entionisiertem Wasser hergestellt. Diese Mischung wurde abgedeckt, geschüttelt und etwa 5 Minuten stehen gelassen. Die dielektrischen und immobilisierten Enzymschichten wurden dann mit APTES-Lösung überflutet und etwa 90 Sekunden reagieren gelassen. Überschüssige Lösung wurde nach diesem Zeitraum abgezogen, und der Sensor wurde auf einem Integrated Technologies-Schleuderbeschichter mit etwa 4000 Umdrehungen pro Minute während etwa 90 Sekunden gedreht. Die Lösung wurde danach bei Raumtemperatur und weniger als etwa 60% relativer Feuchtigkeit während etwa 24 Stunden unter Bildung der Haftschicht getrocknet.A aqueous solution of APTES was prepared by pipetting approximately 1 gram of APTES (product number A0750, United Chemical Technologies, Bristol, PA) in a container and Add made from about 19 grams of deionized water. This mixture was covered, shaken and let stand for about 5 minutes. The dielectric and immobilized Enzyme layers were then flooded with APTES solution for about 90 seconds react. Excess solution was deducted after this period, and the sensor was on an Integrated Technologies spin coater with about 4000 revolutions per Minute during rotated about 90 seconds. The solution was thereafter at room temperature and less than about 60% more relative Moisture during dried for about 24 hours to form the adhesive layer.

Die Enzympolymerschicht wurde wie folgt hergestellt. Zunächst wurde eine Aufschlämmung von etwa 0,7 Gramm PVOH in etwa 9,3 Gramm entionisiertem Wasser durch Mischen der Flüssigkeiten bei Raumtemperatur zubereitet. Der PVOH war etwa 99,9% hydrolysierter PVOH mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 89.000 bis etwa 98.000 (Produktnummer 34.158-4, Aldrich, Milwaukee, WI). Die Aufschlämmung wurde aufkochen gelassen zur Auflösung des PVOH und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Etwa 2 Gramm dieser PVOH-Lösung wurden zu etwa 0,08 Gramm Lactatoxidase (Katalognummer 1381, Genzyme, Cambridge, MA) bei Raumtemperatur hinzugefügt, und die Lactatoxidase wurde durch leichtes Rollen durch den Behälter von Hand aufgelöst.The enzyme polymer layer was prepared as follows. First, a slurry of about Prepare 0.7 grams of PVOH in approximately 9.3 grams of deionized water by mixing the liquids at room temperature. The PVOH was about 99.9% hydrolyzed PVOH having an average molecular weight of about 89,000 to about 98,000 (product number 34.158-4, Aldrich, Milwaukee, WI). The slurry was boiled to dissolve the PVOH and then cooled to room temperature. About 2 grams of this PVOH solution was added to about 0.08 grams of lactate oxidase (catalog number 1381, Genzyme, Cambridge, MA) at room temperature, and the lactate oxidase was dissolved by gently rolling it through the container by hand.

Diese Lösung wurde auf die Haftschicht mit Hilfe einer Spotting-Workstation aufgebracht, welche einen modifizierten Drahtbonder (Teilnummer 827, Mech-EI Industries, Woburn, MA) aufgebracht, von welcher die Ultraschallbox abgetrennt wurde, und die Drahtklemme, die Kapillare, die Spule und der Spann-Erhitzer bzw. Chuck heater wurden entfernt. Die Drahtkapillare wurde durch eine Aufnahmevorrichtung bzw. Schraubhülse ersetzt, welche die Dispensiernadel (weiter unten beschrieben) einspannt, um einen manuellen Pick-and-Place-Mechanismus vorzusehen, und ein Satz von Regalen auf der rechten Seite der Workstation aufgestellt, um die Spritzenpumpe zu tragen. Die Workstation schloss ein Mikroskop, eine Spritzenpumpe (Teilnummer 74900, Cole Palmer Instrument Co., Niles, IL), eine 50-Mikroliter-Dispensierspritze (Teilnummer 1705, Hamilton), eine 1-Milliliter-Einfüllspritze (Moject) und eine Dispensiernadel (Teilnummer Blunt-26G-7/16, Popper and Sons, New Hyde Park, NY) ein. Aufnehmende Luer- Verriegelungs Fittings (Teilnummer 20055, Alltech, Deerfield, IL), wurden zur Verbindung der Dispensierspritze und der Einfüllspritze mit einem Drei-Wege-Ventil (Teilnummer 86727, Alltech) verwendet. Eine PEEK-Zwinge bzw. -Pressklemme (Teilnummer 20114, Alltech) verband die PEEK-Konusverschraubung (Teilnummer 20124, Alltech) mit dem Drei-Wege-Ventil und mit etwa 12 Inch einer PEEK-Rohrleitung von 0,31 Inch Innendurchmesser (Teilnummer 35710, Alltech). Die PEEK-Rohrleitung wurde mit einer PEEK-Zwinge (Teilnummer 20114, Alltech) und einer PEEK-Konusverschraubung, die mit einem PEEK-Anschlussstück (Teilnummer 20088, Alltech) verbunden war, verbunden. Ein Luer-Stecker-Verriegelungs-Fitting (Teilnummer 90044, Alltech) verband das PEEK-Anschlussstück mit der Dispensiernadel. Die Spritzenpumpe war mit einem Fußschalter in Verbindung, sodass ein Niederdrücken des Fußschalters zur Dispensierung von Lösung aus der Dispensiernadel führte. Das Mikroskop wurde neben der Dispensiernadel angeordnet, sodass, wenn eine Aliquote einer Lösung von der Dispensiernadel auf eine Oberfläche dispensiert wurde (weiter unten erläutert) die resultierende Oberfläche durch das Mikroskop beobachtet werden konnte.These solution was applied to the adhesive layer using a spotting workstation, which is a modified wire bonder (part number 827, Mech-EI Industries, Woburn, MA), from which the ultrasonic box was disconnected, and the wire clamp, the capillary, the coil and the chuck heater were removed. The wire capillary was replaced by a receiving device or screw sleeve, which clamps the dispensing needle (described below), to provide a manual pick-and-place mechanism, and a Set of shelves placed on the right side of the workstation, to carry the syringe pump. The workstation closed a microscope, a syringe pump (part number 74900, Cole Palmer Instrument Co., Niles, IL), a 50 microliter dispensing syringe (part number 1705, Hamilton), a 1 milliliter filling syringe (Moject) and a dispensing needle (part number Blunt-26G-7/16, Popper and Sons, New Hyde Park, NY). Female Luer Locking Fittings (Part number 20055, Alltech, Deerfield, IL) became the link the dispensing syringe and the syringe with a three-way valve (part no 86727, Alltech). A PEEK ferrule or pressure clamp (part no 20114, Alltech) connected the PEEK conical union (part no 20124, Alltech) with the three-way valve and about 12 inches one PEEK tubing of 0.31 inch inside diameter (part number 35710, Alltech). The PEEK tubing was fitted with a PEEK ferrule (part no 20114, Alltech) and a PEEK conical union with a PEEK fitting (Part number 20088, Alltech). A male luer lock fitting (Part number 90044, Alltech) connected the PEEK fitting to the dispensing needle. The syringe pump was connected to a footswitch so that a depression of the footswitch for dispensing solution out of the dispenser needle. The microscope was placed next to the dispensing needle so that if an aliquot of a solution was dispensed by the dispensing needle on a surface (continue explained below) the resulting surface could be observed through the microscope.

Ein Teil der Lactatoxidase/PVOH-Lösung wurde in die Spritzenpumpe gefüllt, und die Dispensiernadel wurde neben der Haftschicht in einem Bereich oberhalb der immobilisierten Enzymschicht positioniert. Das Fußpedal wurde angetippt, um eine Aliquote von etwa 0,02 Mikroliter der Lösung auf die Haftschicht zu dispensieren, sodass die Lösung eine Fläche von etwa 60% bis etwa 90% der Fläche der immobilisierten Enzymschicht bedeckte.One Part of the lactate oxidase / PVOH solution was filled in the syringe pump, and the dispensing needle was next to the adhesive layer in one area positioned above the immobilized enzyme layer. The foot pedal was tapped to an aliquot of about 0.02 microliter of the solution dispense the adhesive layer so that the solution covers an area of about 60% to about 90% of the area of the immobilized enzyme layer.

Die mikroporöse Schicht wurde zunächst durch Zubereiten einer Lösung von Teflon® AF1600-Polymerbindemittel (duPont) in FC-43 Fluorinert®-Lösungsmittel (3M) durch Pipettieren von etwa 15 Gramm des Lösungsmittels in einen Behälter gebildet, in welchem sich etwa 0,963 Gramm des Polymerbindemittels befanden. Diese Mischung wurde von etwa 60°C auf etwa 70°C etwa acht Stunden lang erwärmt, bis das Bindemittel aufgelöst war. Das α-Aluminiumoxidpulver (Produktnummer 40-6352-006, verfügbar von Buehler Laboratory mit Sitz in Lake Bluff, IL) wurde als Nächstes durch Erwärmen in einem Trocknungsofen auf etwa 80°C während etwa sechzehn bis etwa zwanzig Stunden zum Trocknen dieser Aufschlämmung hergestellt. Etwa 0,119 Gramm FC-171-Tensid (3M), etwa 8,3 Gramm der Bindemittellösung, etwa 6,2 Gramm FC-43- Lösungsmittel (3M), etwa 4,28 Gramm Teflon® MP1100-Pulver (duPont) und etwa 1,07 Gramm getrocknetes α-Aluminiumoxid wurden aufeinander folgend in einen Behälter gegeben. 41 Wolframcarbidkügelchen wurden dieser Mischung hinzugegeben, und der Behälter wurde abgedeckt und auf den Kopf gestellt, um die Kügelchen zu benetzen. Die Mischung wurde dann etwa sechzehn bis etwa zwanzig Stunden lang zur Bildung einer Druckfarbe walzgemahlen. Die Druckfarbe wurde dann manuell mit Hilfe eines ADI-Handschablonendruckers zur Bildung der mikroporösen Schicht durch Schablonendruck aufgebracht.The microporous layer was made by first preparing a solution of Teflon ® AF1600 polymer binder (duPont) in FC-43 Fluorinert ® solvents (3M) by pipetting about 15 grams of the solvent into a container in which approximately 0.963 grams of the polymer binder were. This mixture was heated from about 60 ° C to about 70 ° C for about eight hours until the binder dissolved. The α-alumina powder (product number 40-6352-006, available from Buehler Laboratory located in Lake Bluff, IL) was next prepared by heating in a drying oven to about 80 ° C for about sixteen to about twenty hours to dry this slurry. About 0.119 grams of FC-171 surfactant (3M), about 8.3 grams of the binder solution, about 6.2 grams of FC-43- solvent (3M), about 4.28 grams Teflon ® MP1100 powder (duPont) and about 1 , 07 grams of dried α-alumina were added sequentially to a container. 41 tungsten carbide beads were added to this mixture and the container was covered and turned upside down to wet the beads. The mixture was then roll milled for about sixteen to about twenty hours to form a printing ink. The ink was then manually applied by stencil printing using an ADI hand stencil printer to form the microporous layer.

Die stabilisierende Schicht wurde durch Bilden einer 10 Gew.-%igen wässrigen Lösung gemäß dem oben stehend beschriebenen Verfahren, aber unter Verwendung von etwa 45 Gramm entionisiertem Wasser und etwa 5 Gramm PVOH hergestellt. Die mikroporöse Schicht wurde mit dieser Lösung unter Verwendung eines Eppendorf-Verstärkerpipettierers mit einer 250-Mikroliter-Spritze überflutet. Der Sensor wurde dann auf einen Integrated Technologies-Schleuderbeschichter platziert und mit etwa 4000 Umdrehungen pro Minute etwa 4 Minuten lang gedreht. Der Sensor wurde danach unter atmosphärischen Bedingungen getrocknet.The Stabilizing layer was prepared by forming a 10 wt .-% aqueous solution according to the above standing method described, but using about 45 grams of deionized water and about 5 grams of PVOH. The microporous Layer was with this solution using an Eppendorf amplifier pipettor with a 250 microliter syringe flooded. The sensor was then placed on an Integrated Technologies spin coater placed at about 4000 rpm for about 4 minutes long shot. The sensor then became under atmospheric Conditions dried.

Nachdem somit bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, werden verschiedene Abänderungen, Modifikationen und Verbesserungen für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich. Die eingesetzten Materialien sowie ihre Gestalten und Dimensionen können beliebig je nach Erfordernis gewählt sein. Folglich dient die vorausgehende Beschreibung lediglich als Beispiel und soll keine Beschränkung bedeuten. Die Erfindung ist lediglich durch die Definitionen in den nachstehenden Ansprüchen beschränkt.Having thus described certain embodiments of the present invention, who Various modifications, modifications and improvements will become apparent to those skilled in the art. The materials used as well as their shapes and dimensions can be chosen as required. Thus, the foregoing description is by way of example only and is not intended to be limiting. The invention is limited only by the definitions in the following claims.

Claims (27)

Sensor zum Messen der Konzentration eines Analyten in einer Lösung, wobei der Sensor folgendes umfasst: ein Substrat (12), gebildet aus einem elektrisch isolierenden Material; eine Elektrodenschicht (15), gebildet aus einem elektrisch leitenden Material, wobei die Elektrodenschicht durch das Substrat (12) getragen wird; eine Schicht mit immobilisiertem Enzym (20), die ein in einem Trägerbauteil imobilisiertes Enzym einschließt, wobei die Schicht mit immobilisiertem Enzym durch die Elektrodenschicht (15) getragen wird; eine Haftschicht (30), die aus einem Silan gebildet ist, wobei die Haftschicht an die Schicht mit immobilisiertem Enzym (20) angrenzt; eine Enzym-Polymer-Schicht (35), welche an die Haftschicht (30) angrenzt; und eine mikroporöse Schicht, welche an die Enzym-Polymer-Schicht (35) angrenzt.A sensor for measuring the concentration of an analyte in a solution, the sensor comprising: a substrate ( 12 ) formed of an electrically insulating material; an electrode layer ( 15 ) formed of an electrically conductive material, wherein the electrode layer through the substrate ( 12 ) will be carried; a layer of immobilized enzyme ( 20 ) including an enzyme immobilized in a support member, said immobilized enzyme layer passing through said electrode layer (10). 15 ) will be carried; an adhesive layer ( 30 ), which is formed from a silane, wherein the adhesive layer to the immobilized enzyme layer ( 20 ) adjoins; an enzyme-polymer layer ( 35 ), which are attached to the adhesive layer ( 30 ) adjoins; and a microporous layer attached to the enzyme polymer layer ( 35 ) adjoins. Sensor gemäß Anspruch 1, wobei die Haftschicht aus Aminopropyltriethoxysilan gebildet ist.Sensor according to claim 1, wherein the adhesive layer formed from aminopropyltriethoxysilane is. Sensor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Enzym der Schicht mit immobilisiertem Enzym Lactatoxidase ist.Sensor according to claim 1 or 2, wherein the enzyme of the immobilized enzyme layer Lactate oxidase is. Sensor gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Enzym der Enzym-Polymer-Schicht Lactatoxidase ist.Sensor according to claim 1, 2 or 3, wherein the enzyme of the enzyme-polymer layer lactate oxidase is. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Enzym-Polymer-Schicht ein Polymer umfasst, das zur Unterstützung bei der Aufrechterhaltung einer natürlichen Konformation des Enzyms der Enzym-Polymer-Schicht in der Lage ist.Sensor according to at least one of the preceding claims, wherein the enzyme-polymer layer is a Polymer includes that for support in maintaining a natural conformation of the enzyme the enzyme-polymer layer is capable. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Enzym-Polymer-Schicht einen mehrwertige Alkohol umfasst.Sensor according to at least one of the preceding claims, wherein the enzyme-polymer layer has a includes polyhydric alcohol. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Tensid-Polymer-Schicht (45), umfassend ein Tensid und ein Polymer.Sensor according to at least one of the preceding claims, further comprising a surfactant-polymer layer ( 45 ) comprising a surfactant and a polymer. Sensor gemäß Anspruch 7, wobei das Tensid ein nicht-ionisches Tensid ist.Sensor according to claim 7, wherein the surfactant is a nonionic surfactant. Sensor gemäß Anspruch 8, wobei das nicht-ionische Tensid ein perfluoriertes Alkylalkoxylat ist.Sensor according to claim 8, wherein the nonionic surfactant is a perfluorinated alkyl alkoxylate is. Sensor gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, wobei das Polymer der Tensid-Polymer-Schicht aus Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Polyvinylalkohol, Polyhydroxyethylmethacrylat und Mischungen gewählt wird.Sensor according to claim 7, 8 or 9, wherein the polymer of the polyvinylpyrrolidone surfactant polymer layer, Gelatin, polyvinyl alcohol, polyhydroxyethyl methacrylate and mixtures chosen becomes. Sensor gemäß Anspruch 10, wobei das Polymer der Tensid-Polymer-Schicht ein Polyvinylalkohol ist.Sensor according to claim 10, wherein the polymer of the surfactant-polymer layer is a polyvinyl alcohol is. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner eine stabilisierende Schicht (50), die aus einem Polymer gebildet ist, umfasst.Sensor according to at least one of the preceding claims, further comprising a stabilizing layer ( 50 ) formed of a polymer. Sensor gemäß Anspruch 12, wobei das Polymer der stabilisierenden Schicht aus Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Polyvinylalkohol, Polyhydroxyethylmethacrylat und Mischungen davon gewählt wird.Sensor according to claim 12, wherein the polymer of the stabilizing layer of polyvinylpyrrolidone, gelatin, Polyvinyl alcohol, polyhydroxyethyl methacrylate and mixtures thereof chosen becomes. Sensor gemäß Anspruch 13, wobei das Polymer der stabilisierenden Schicht ein Polyvinylalkohol ist.Sensor according to claim 13, wherein the polymer of the stabilizing layer is a polyvinyl alcohol is. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine dielektrische Schicht, die zwischen dem Substrat und der Haftschicht liegt; eine Tensid-Polymer-Schicht, die an die mikroporöse Schicht angrenzt; und eine stabilisierende Schicht, die an die Tensid-Polymer-Schicht angrenzt.Sensor according to at least one of the preceding claims, further comprising: a dielectric layer between the substrate and the adhesive layer; a surfactant-polymer layer, the to the microporous Layer adjoins; and a stabilizing layer that on adjacent to the surfactant polymer layer. Sensor gemäß Anspruch 15, wobei die Enzym-Polymer-Schicht nur in einem Bereich oberhalb der Schicht mit immobilisiertem Enzym vorliegt.A sensor according to claim 15, wherein the enzyme-polymer layer is only in an area above the Layer with immobilized enzyme is present. Sensor gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mikroporöse Schicht aus einem Polymerpulver, einem Mineralpulver und einem Polymerbindemittel gebildet ist.Sensor according to at least one of the preceding claims, being the microporous Layer of a polymer powder, a mineral powder and a polymer binder is formed. Sensor gemäß Anspruch 17, wobei das Polymerbindemittel ein fluorierter Kohlenwasserstoff ist.Sensor according to claim 17, wherein the polymer binder is a fluorinated hydrocarbon is. Sensor gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei das Polymerpulver ein fluoriertes Kohlenwasserstoffpulver ist.Sensor according to claim 17 or 18, wherein the polymer powder is a fluorinated hydrocarbon powder. Sensor gemäß Anspruch 19, wobei das Polymerpulver ein perfluoriertes Kohlenwasserstoffpolymerpulver ist.Sensor according to claim 19, wherein the polymer powder is a perfluorinated hydrocarbon polymer powder is. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das Polymerpulver eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,2 bis 10 μm besitzt.Sensor according to at least one of the claims 17 to 21, wherein the polymer powder has an average particle size of about 0.2 to 10 μm has. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das Mineralpulver Aluminiumoxidpulver ist, das Substrat aus Aluminiumoxid gebildet ist, die Elektrodenschicht aus Platin gebildet ist, die dielektrische Schicht aus einer Keramik gebildet ist, die Schicht mit immobilisiertem Enzym Lactatoxidase einschließt, die Haftschicht aus Aminopropyltriethoxysilan gebildet ist und die Enzym-Polymer-Schicht Lactatoxidase einschließt.Sensor according to at least one of the claims 17 to 21, wherein the mineral powder is alumina powder, the Substrate is formed of aluminum oxide, the electrode layer Platinum is formed, the dielectric layer of a ceramic is formed, the layer with immobilized enzyme lactate oxidase includes, the adhesive layer is formed from aminopropyltriethoxysilane and the Enzyme-polymer layer includes lactate oxidase. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei das Mineralpulver ein Aluminiumoxidpulver ist.Sensor according to at least one of the claims 17 to 22, wherein the mineral powder is an alumina powder. Sensor gemäß Anspruch 23, wobei das Mineralpulver eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,01 bis 5 μm aufweist.Sensor according to claim 23, wherein the mineral powder has an average particle size of about 0.01 to 5 μm having. Sensor gemäß mindestens einem der Ansprüche 17 bis 24, welcher eine stabilisierende Schicht, die aus Polyvinylalkohol gebildet ist, eine Tensid-Polymer-Schicht, die aus einem Polyvinylalkohol und einem nicht-ionischen perfluorierten Alkylalkoxylat-Tensid gebildet ist, umfasst und wobei das Polymerbindemittel der mikroporösen Schicht ein perfluoriertes Kohlenwasserstoffpolymer ist, das Polymerpulver der mikroporösen Schicht ein perfluoriertes Polymer mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,2 bis 10 μm ist und das Mineralpulver der mikroporösen Schicht ein Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 3 μm ist.Sensor according to at least one of the claims 17 to 24, which is a stabilizing layer made of polyvinyl alcohol is formed, a surfactant polymer layer consisting of a polyvinyl alcohol and a non-ionic perfluorinated alkyl alkoxylate surfactant and wherein the polymer binder of the microporous layer a perfluorinated hydrocarbon polymer is the polymer powder the microporous layer a perfluorinated polymer having an average particle size of about 0.2 to 10 μm and the mineral powder of the microporous layer is an alumina powder with a mean particle size of about 3 μm. Verfahren zum Messen der Konzentration eines innerhalb einer Lösung vorliegenden Analyten, wobei die Lösung ferner mindestens ein Interferent bzw. Störstoff enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: operatives Zusammenbringen eines Elektrodensensors, wie in mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, mit der Lösung, in welcher der Analyt vorliegt; und Hindurchleiten der Lösung, in welcher der Analyt vorliegt, durch die mikroporöse Schicht, wobei der Durchgang des mindestens einen Interferenten durch die mikroporöse Schicht minimiert wird, zu der Elektrodenschicht.Method of measuring the concentration of an inside a solution present analyte, wherein the solution further at least one Interferent or foreign matter contains the method comprising the following steps: operating Bringing together an electrode sensor, as in at least one of the preceding claims claimed, with the solution, in which the analyte is present; and Passing the solution, in which is the analyte, through the microporous layer, the passage of the at least one interferent through the microporous layer is minimized to the electrode layer. Verfahren gemäß Anspruch 26, ferner umfassend den Schritt des Hindurchleitens der Lösung, in welcher der Analyt vorliegt, durch eine Außenschicht, die aus einem Polymer gebildet ist, welche zur Auflösung in einem Lösungsmittel des Polymeren in der Lage ist.Method according to claim 26, further comprising the step of passing the solution into which is the analyte, through an outer layer made of a polymer formed, which to dissolution in a solvent of the polymer is capable.
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